PRIORITÄTSANSPRUCHPRIORITY CLAIM
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/819,432 mit dem Titel „BIG AUGMENTATION TRAINING FOR GENERALIZING MEDICAL IMAGE SEGMENTATION TO UNSEEN DOMAINS“, eingereicht am 15. März 2019, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.This application claims priority from U.S. Provisional Application No. 62 / 819.432 entitled "BIG AUGMENTATION TRAINING FOR GENERALIZING MEDICAL IMAGE SEGMENTATION TO UNSEEN DOMAINS," filed March 15, 2019, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.
GEBIET DER TECHNIKTECHNICAL FIELD
In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein Prozessor eine oder mehrere arithmetisch-logische Einheiten (arithmetic logic units - ALUs), um Training und/oder Inferenzieren unter Verwendung von neuronalen Netzen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von einem oder mehreren neuronalen Kantennetzen unter Verwendung von Stapeltransformationen an eingegebenen Bildern trainiert.In at least one embodiment, a processor comprises one or more arithmetic logic units (ALUs) in order to carry out training and / or inferencing using neural networks. In at least one embodiment, a multiplicity of one or more neural edge networks are trained on input images using batch transformations.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL STATE OF THE ART
Neuronale Netze können mit Ground-Truth-Daten von Merkmalen in Trainingsbildern darauf trainiert werden, Merkmale von Bildern, die durch Bilder erzeugt werden, die durch Bildgebungsvorrichtungen wie etwa medizinische Bildgebungsvorrichtungen ausgegeben werden, zu erkennen. Es kann der Fall sein, dass Bilder von unterschiedlichen Bildgebungsvorrichtungen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, und es kann sein, dass Bilder aus Datenschutzgründen oder anderen Gründen nicht frei verteilt werden können, was das einfache Training eines neuronalen Netzes unter Verwendung von Bildern aus einer großen Vielfalt an Bildgebungsvorrichtungen verhindert. Prozesse zum Trainieren von neuronalen Netzen, während die Lokalität von Trainingsdaten aufrechterhalten wird, können verbessert werden.Neural networks can be trained with ground truth data of features in training images to recognize features of images generated by images output by imaging devices such as medical imaging devices. It may be the case that images from different imaging devices have different properties, and images cannot be freely distributed for privacy or other reasons, which is the simple training of a neural network using images from a wide variety of imaging devices prevented. Processes for training neural networks while maintaining the locality of training data can be improved.
FigurenlisteFigure list
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1 veranschaulicht ein Beispiel für ein Bildtrainingssystem zum Trainieren eines neuronalen Netzes gemäß mindestens einer Ausführungsform; 1 illustrates an example of an image training system for training a neural network in accordance with at least one embodiment;
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2 veranschaulicht ein Beispiel für einen Prozessor eines neuronalen Netzes, der ein trainiertes neuronales Netz zum Bestimmen einer Segmentierung eines Bildes verwendet, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 2 illustrates an example of a neural network processor using a trained neural network to determine segmentation of an image, according to at least one embodiment;
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3 veranschaulicht ein Beispiel für eine Aspektparametertabelle, wie sie durch einen Bildtransformator verwendet werden könnte, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 3 Fig. 10 illustrates an example of an aspect parameter table as might be used by an image transformer, in accordance with at least one embodiment;
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4 veranschaulicht ein Beispiel für einen Bildtransformator gemäß mindestens einer Ausführungsform; 4th FIG. 11 illustrates an example of an image transformer in accordance with at least one embodiment; FIG.
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5 veranschaulicht ein Beispiel für ein Verfahren zum Trainieren eines neuronalen Netzes, um ungesehene Bilder zu verarbeiten, indem an eingegebenen Bildern trainiert wird, die Transformationen unterzogen werden, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 5 Figure 3 illustrates an example of a method of training a neural network to process unseen images by training on input images that are subjected to transformations, in accordance with at least one embodiment;
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6 veranschaulicht Beispiele für Bilder, die durch ein Bildtrainingssystem verarbeitet werden könnten, und Bilder, die durch einen Prozessor eines neuronalen Netzes verarbeitet werden könnten, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 6th illustrates examples of images that could be processed by an image training system and images that could be processed by a neural network processor, in accordance with at least one embodiment;
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7 veranschaulicht Beispiele für Bilder, die durch ein Bildtrainingssystem zu transformierten Bildern verarbeitet werden könnten, und ungesehene Bilder, die durch einen an transformierten Bildern trainierten Prozessor eines neuronalen Netzes verarbeitet werden könnten, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 7th illustrates examples of images that could be processed into transformed images by an image training system and unseen images that could be processed by a neural network processor trained on transformed images, in accordance with at least one embodiment;
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8 veranschaulicht Beispiele für ungesehene Bilder, die durch einen an transformierten Bildern trainierten Prozessor eines neuronalen Netzes verarbeitet werden könnten, im Vergleich zu Bildern, die durch andere Verfahren verarbeitet werden, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 8th illustrates examples of unseen images that could be processed by a neural network processor trained on transformed images compared to images processed by other methods, in accordance with at least one embodiment;
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9A veranschaulicht Inferenz- und/oder Trainingslogik gemäß mindestens einer Ausführungsform; 9A illustrates inference and / or training logic in accordance with at least one embodiment;
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9B veranschaulicht Inferenz- und/oder Trainingslogik gemäß mindestens einer Ausführungsform; 9B illustrates inference and / or training logic in accordance with at least one embodiment;
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10 veranschaulicht das Training und den Einsatz eines neuronalen Netzes gemäß mindestens einer Ausführungsform; 10 illustrates the training and use of a neural network in accordance with at least one embodiment;
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11 veranschaulicht ein beispielhaftes Rechenzentrumssystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 11th illustrates an example data center system in accordance with at least one embodiment;
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12A veranschaulicht ein beispielhaftes autonomes Fahrzeug gemäß mindestens einer Ausführungsform; 12A illustrates an example autonomous vehicle in accordance with at least one embodiment;
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12B veranschaulicht ein Beispiel für Kamerastandorte und Sichtfelder für das autonome Fahrzeug aus 12A gemäß mindestens einer Ausführungsform; 12B illustrates an example of camera locations and fields of view for the autonomous vehicle 12A according to at least one embodiment;
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12C ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Systemarchitektur für das autonome Fahrzeug aus 12A veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 12C Figure 12 is a block diagram depicting an exemplary system architecture for the autonomous vehicle 12A illustrates, in accordance with at least one embodiment;
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12D ist eine Darstellung, die ein System zur Kommunikation zwischen cloudbasierten Server(n) und dem autonomen Fahrzeug aus 12A veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 12D Figure 3 is a diagram showing a system for communication between cloud-based server (s) and the autonomous vehicle 12A illustrates, in accordance with at least one embodiment;
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13 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 13th Figure 3 is a block diagram illustrating a computer system, in accordance with at least one embodiment;
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14 ist ein Blockdiagramm, das ein Computersystem veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 14th Figure 3 is a block diagram illustrating a computer system, in accordance with at least one embodiment;
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15 veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 15th Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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16 veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 16 Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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17A veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 17A Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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17B veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 17B Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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17C veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 17C Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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17D veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 17D Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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17E und 17F veranschaulichen ein gemeinsam genutztes Programmiermodell gemäß mindestens einer Ausführungsform; 17E and 17F illustrate a shared programming model in accordance with at least one embodiment;
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18 veranschaulicht beispielhafte integrierte Schaltungen und damit assoziierte Grafikprozessoren gemäß mindestens einer Ausführungsform; 18th illustrates example integrated circuits and graphics processors associated therewith in accordance with at least one embodiment;
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19A-19B veranschaulichen beispielhafte integrierte Schaltungen und damit assoziierte Grafikprozessoren gemäß mindestens einer Ausführungsform; 19A-19B 10 illustrates example integrated circuits and graphics processors associated therewith in accordance with at least one embodiment;
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20A-20B veranschaulichen zusätzliche beispielhafte Grafikprozessorlogik gemäß mindestens einer Ausführungsform; 20A-20B illustrate additional example graphics processor logic in accordance with at least one embodiment;
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21 veranschaulicht ein Computersystem gemäß mindestens einer Ausführungsform; 21 Fig. 10 illustrates a computer system in accordance with at least one embodiment;
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22A veranschaulicht einen Parallelprozessor gemäß mindestens einer Ausführungsform; 22A Figure 3 illustrates a parallel processor in accordance with at least one embodiment;
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22B veranschaulicht eine Partitionseinheit gemäß mindestens einer Ausführungsform; 22B Fig. 10 illustrates a partition unit in accordance with at least one embodiment;
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22C veranschaulicht einen Verarbeitungscluster gemäß mindestens einer Ausführungsform; 22C Fig. 10 illustrates a processing cluster in accordance with at least one embodiment;
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22D veranschaulicht einen Grafik-Multiprozessor gemäß mindestens einer Ausführungsform; 22D Figure 3 illustrates a graphics multiprocessor in accordance with at least one embodiment;
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23 veranschaulicht ein System mit mehreren Grafikverarbeitungseinheiten (graphics processing unit - GPU) gemäß mindestens einer Ausführungsform; 23 Fig. 10 illustrates a multiple graphics processing unit (GPU) system in accordance with at least one embodiment;
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24 veranschaulicht einen Grafikprozessor gemäß mindestens einer Ausführungsform; 24 Figure 3 illustrates a graphics processor in accordance with at least one embodiment;
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25 ist ein Blockdiagramm, das eine Prozessor-Mikroarchitektur für einen Prozessor veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 25th Figure 3 is a block diagram illustrating a processor microarchitecture for a processor, in accordance with at least one embodiment;
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26 veranschaulicht einen Deep-Learning-Anwendungsprozessor gemäß mindestens einer Ausführungsform; 26th illustrates a deep learning application processor in accordance with at least one embodiment;
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27 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften neuromorphen Prozessor veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 27 Figure 3 is a block diagram illustrating an exemplary neuromorphic processor, in accordance with at least one embodiment;
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28 veranschaulicht mindestens Abschnitte eines Grafikprozessors gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen; 28 illustrates at least portions of a graphics processor in accordance with one or more embodiments;
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29 veranschaulicht mindestens Abschnitte eines Grafikprozessors gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen; 29 illustrates at least portions of a graphics processor in accordance with one or more embodiments;
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30 veranschaulicht mindestens Abschnitte eines Grafikprozessors gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen; 30th illustrates at least portions of a graphics processor in accordance with one or more embodiments;
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31 ist ein Blockdiagramm einer Grafikverarbeitungs-Engine eines Grafikprozessors gemäß mindestens einer Ausführungsform; 31 Figure 3 is a block diagram of a graphics processing engine of a graphics processor in accordance with at least one embodiment;
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32 ist ein Blockdiagramm von mindestens Abschnitten eines Grafikprozessorkerns gemäß mindestens einer Ausführungsform; 32 Figure 3 is a block diagram of at least portions of a graphics processor core in accordance with at least one embodiment;
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33A-33B veranschaulichen Thread-Ausführungslogik, die ein Array von Verarbeitungselementen eines Grafikprozessorkerns beinhaltet, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 33A-33B Figure 8 illustrates thread execution logic that includes an array of processing elements of a graphics processor core, in accordance with at least one embodiment;
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34 veranschaulicht eine Parallelverarbeitungseinheit (parallel processing unit - „PPU“) gemäß mindestens einer Ausführungsform; 34 Fig. 10 illustrates a parallel processing unit ("PPU") in accordance with at least one embodiment;
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35 veranschaulicht einen Universalverarbeitungscluster (general processing cluster - „GPC“) gemäß mindestens einer Ausführungsform; 35 Fig. 10 illustrates a general processing cluster ("GPC") in accordance with at least one embodiment;
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36 veranschaulicht eine Speicherpartitionseinheit einer Parallelverarbeitungseinheit („PPU“) gemäß mindestens einer Ausführungsform; 36 Figure 3 illustrates a memory partition unit of a parallel processing unit (“PPU”) in accordance with at least one embodiment;
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37 veranschaulicht einen Streaming-Multiprozessor gemäß mindestens einer Ausführungsform. 37 Figure 8 illustrates a streaming multiprocessor in accordance with at least one embodiment.
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38 ist ein beispielhaftes Datenablaufdiagramm für eine weiterentwickelte Rechenpipeline gemäß mindestens einer Ausführungsform; 38 Figure 3 is an exemplary data flow diagram for an advanced computational pipeline in accordance with at least one embodiment;
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39 ist eine Systemdarstellung für ein beispielhaftes System zum Trainieren, Anpassen, Instanziieren und Einsetzen von Modellen des maschinellen Lernens in einer weiterentwickelten Rechenpipeline gemäß mindestens einer Ausführungsform; 39 Figure 3 is a system diagram for an exemplary system for training, adapting, instantiating, and deploying machine learning models in an advanced computational pipeline in accordance with at least one embodiment;
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40 beinhaltet eine beispielhafte Veranschaulichung einer weiterentwickelten Rechenpipeline 3910A zum Verarbeiten von Bildgebungsdaten gemäß mindestens einer Ausführungsform; 40 includes an exemplary illustration of an advanced computational pipeline 3910A for processing imaging data in accordance with at least one embodiment;
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41A beinhaltet ein beispielhaftes Datenablaufdiagramm eines virtuellen Instruments, das eine Ultraschallvorrichtung unterstützt, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 41A includes an exemplary data flow diagram of a virtual instrument supporting an ultrasound device, in accordance with at least one embodiment;
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41B beinhaltet ein beispielhaftes Datenablaufdiagramm eines virtuellen Instruments, das einen CT-Scanner unterstützt, gemäß mindestens einer Ausführungsform; 41B includes an exemplary data flow diagram of a virtual instrument supporting a CT scanner, in accordance with at least one embodiment;
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42A veranschaulicht ein Datenablaufdiagramm für einen Prozess zum Trainieren eines Modells des maschinellen Lernens gemäß mindestens einer Ausführungsform; und 42A illustrates a data flow diagram for a process of training a machine learning model in accordance with at least one embodiment; and
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42B ist eine beispielhafte Veranschaulichung einer Client-Server-Architektur zum Erweitern von Annotationswerkzeugen mit vorab trainierten Annotationsmodellen gemäß mindestens einer Ausführungsform. 42B Figure 3 is an exemplary illustration of a client-server architecture for extending annotation tools with pre-trained annotation models in accordance with at least one embodiment.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
1 veranschaulicht ein Beispiel für ein Bildtrainingssystem 100, das zum Trainieren eines neuronalen Netzes verwendbar ist, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform könnte ein Bildtrainingssystem ein neuronales Netz unter Verwendung von Bildern in einem eingegebenen Satz trainieren, die auf solche Weisen transformiert sind, dass sie Variationen unter zu verarbeitenden Bildern entsprechen könnten, die unabhängig von diesem eingegebenen Satz erlangt werden. In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein Bildsatz medizinische Bilder und ein Prozessor eines neuronalen Netzes wird verwendet, um Segmentierungsdaten für medizinische Bilder abzuleiten. In mindestens einer Ausführungsform könnten Bilder zweidimensionale (2D) Bilder, die Arrays von Pixelwerten umfassen, dreidimensionale (3D) Bilder, die Arrays von Voxelwerten umfassen, oder andere Konfigurationen umfassen. In mindestens einer Ausführungsform könnten Segmentierungsdaten für ein Bild Grenzen von Objekten oder Regionen in diesem Bild oder geschätzte Grenzen angeben. 1 Figure 11 illustrates an example of an image training system 100 , which can be used for training a neural network, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, an image training system could train a neural network using images in an input sentence that are transformed in such ways that they might correspond to variations among images to be processed that are obtained independently of that input sentence. In at least one embodiment, an image set comprises medical images and a neural network processor is used to derive segmentation data for medical images. In at least one embodiment, images could include two-dimensional (2D) images that include arrays of pixel values, three-dimensional (3D) images that include arrays of voxel values, or other configurations. In at least one embodiment, segmentation data for an image could indicate boundaries of objects or regions in that image or estimated boundaries.
In mindestens einer Ausführungsform wird ein anfänglicher Bildsatz 104 einem Transformator 102 bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 einen Bildtransformator 112 und einen Segmentierungstransformator 114 umfassen. In mindestens einer Ausführungsform könnte es sich bei dem anfänglichen Bildsatz 104 um medizinische Bilder handeln, die an einem ersten Ort verfügbar sind, und es könnte sich dabei um Bilder handeln, für die Verwahrungssteuerelemente bestehen können, sodass die Bilder nicht frei verteilt werden können. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der anfängliche Bildsatz 104 Ground-Truth-Daten zur Segmentierung für Bilder in dem anfänglichen Bildsatz 104. In mindestens einer Ausführungsform könnten Bilder des anfänglichen Bildsatzes 104 anhand von medizinischer Bildgebungsausrüstung erlangt werden, wie etwa Ultraschall-, MRT- oder anderer Bildgebungsausrüstung.In at least one embodiment, an initial set of images 104 a transformer 102 provided. In at least one embodiment, the transformer could 102 an image transformer 112 and a segmentation transformer 114 include. In at least one embodiment, it could be the initial set of images 104 These are medical images that are available in a primary location, and they could be images that containment controls can exist so that the images cannot be freely distributed. In at least one embodiment, the initial image set includes 104 Ground truth data for segmentation for images in the initial image set 104 . In at least one embodiment could include images of the initial image set 104 can be obtained from medical imaging equipment, such as ultrasound, MRI, or other imaging equipment.
In mindestens einer Ausführungsform empfängt der Transformator 102 den anfänglichen Bildsatz 104 und Transformationsaspektparameter von einem Aspektparameterspeicher 106. In mindestens einer Ausführungsform transformiert der Transformator 102 Bilder des anfänglichen Bildsatzes 104 und entsprechende Segmentierungen, wie hierin detaillierter beschrieben, um einen Trainingssatz 108 mit transformierten Bildern und ihren entsprechenden Segmentierungen, die möglicherweise ebenfalls transformiert sind, auszugeben. In mindestens einer Ausführungsform werden Bilder und Segmentierungen des Trainingssatzes 108 einem Zuschneider 120 bereitgestellt, der Bilder in Teilvolumenbilder zuschneiden kann. In mindestens einer Ausführungsform stellt der Zuschneider 120 resultierende Bilder und Segmentierungen einem Prozessor 122 eines neuronalen Netzes bereit, um ein neuronales Netz 126 zu trainieren und das Training unter Verwendung eines Verlustbewerters 124 zu verfeinern. In mindestens einer Ausführungsform könnte der Verlustbewerter 124 eine Dice-Verlustfunktion als Verlustfunktion in dem Verlustbewerter 124 verwenden. In mindestens einer Ausführungsform könnte die Dice-Verlustfunktion Verteilungen von positiven und negativen Voxeln ausgleichen. In mindestens einer Ausführungsform gibt der Prozessor 122 des neuronalen Netzes ein trainiertes neuronales Netz 130 aus, das in einer Form eines Satzes von Netzschichtgewichtungen oder einer anderen Darstellung eines trainierten neuronalen Netzes vorliegen kann.In at least one embodiment, the transformer receives 102 the initial set of images 104 and transformation aspect parameters from an aspect parameter store 106 . In at least one embodiment, the transformer transforms 102 Images of the initial image set 104 and corresponding segmentations, as described in more detail herein, to a training set 108 with transformed images and their corresponding segmentations, which may also be transformed. In at least one embodiment, images and segmentations of the training set are used 108 a cutter 120 provided that can crop images into partial volume images. In at least one embodiment, the cutter provides 120 resulting images and segmentations to a processor 122 of a neural network ready to create a neural network 126 to exercise and exercise using a loss assessor 124 to refine. In at least one embodiment, the loss assessor could 124 a dice loss function as a loss function in the loss assessor 124 use. In at least one embodiment, the dice loss function could equalize distributions of positive and negative voxels. In at least one embodiment, the processor gives 122 of the neural network a trained neural network 130 which may be in the form of a set of network layer weights or some other representation of a trained neural network.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Betrieb des Transformators 102 den Trainingssatz 108 als tiefen gestapelten Datenerweiterungsbildsatz bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform könnte ein tiefer gestapelter Datenerweiterungsbildsatz zum Verallgemeinern von Deep-Learning-basierten Segmentierungsmodellen für medizinische Bilder auf ungesehene Domänen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform könnten transformierte Bilder in dem Trainingssatz 108 gemäß Variationen zwischen medizinischen Bildgebungsmodalitäten transformiert werden und Domänenverallgemeinerung in der medizinischen Bildgebung bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann Deep Learning für die Segmentierung von medizinischen Bildern unter Verwendung eines Prozessors eines neuronalen Netzes, der mit transformierten Bildern trainiert ist, automatisierte Detektion von Formen in medizinischen Bildern wie etwa 2D-Bildern oder 3D-Volumenbildern bereitstellen.In at least one embodiment, the operation of the transformer could be 102 the training set 108 deploy as a deep stacked data expansion image set. In at least one embodiment, a deeper stacked data expansion image set could be used to generalize deep learning based segmentation models for medical images to unseen domains. In at least one embodiment, transformed images could be in the training set 108 transformed according to variations between medical imaging modalities and providing domain generalization in medical imaging. In at least one embodiment, deep learning for the segmentation of medical images using a neural network processor trained with transformed images can provide automated detection of shapes in medical images such as 2D images or 3D volume images.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Bildtrainingssystem 100 Verallgemeinerung und Genauigkeit gegenüber Domänenverschiebungen über unterschiedliche Bildgebungsdienstleister, unterschiedliche Anbieter von Bildgebungsausrüstung, unterschiedliche Bildgebungsprotokolle und variierende Patientenpopulationen als einige Beispiele hinweg angehen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Bildtrainingssystem 100 das trainierte neuronale Netz 130 trainieren, ohne Techniken zum Transferlernen oder zur Domänenanpassung zu erfordern. In mindestens einer Ausführungsform kann das Bildtrainingssystem 100 ein trainiertes Modell bereitstellen, das über ungesehene Domänen hinweg gleichmäßig gut funktionieren kann, ohne weiteres Training zu benötigen. In mindestens einer Ausführungsform könnte der Trainingssatz 108 ein Ergebnis einer Reihe von Stapeltransformationen sein, die auf Bilder des anfänglichen Bildsatzes 104 angewendet wird. In mindestens einer Ausführungsform könnten Domänenunterschiede bekannt, unbekannt oder teilweise bekannt sein.In at least one embodiment, the image training system can 100 Address generalization and accuracy of domain shifts across different imaging service providers, different imaging equipment providers, different imaging protocols, and varying patient populations as a few examples. In at least one embodiment, the image training system can 100 the trained neural network 130 train without requiring transfer learning or domain customization techniques. In at least one embodiment, the image training system can 100 provide a trained model that can function equally well across unseen domains without requiring further training. In at least one embodiment, the training set could 108 be a result of a series of batch transforms applied to images of the initial image set 104 is applied. In at least one embodiment, domain differences could be known, unknown, or partially known.
In mindestens einer Ausführungsform simuliert das Bildtrainingssystem 100 Domänenverschiebungen unter Verwendung von Transformationen an Bildern auf Grundlage von Aspekten, die einer Domänenverschiebung oder mindestens einem erwarteten Unterschied zwischen Domänen entsprechen können. In mindestens einer Ausführungsform könnte eine Anzahl von transformierten Bildern in dem Trainingssatz 108 größer als eine Anzahl von Bildern in dem anfänglichen Bildsatz 104 sein. In mindestens einer Ausführungsform wird ein anfängliches Bild in ein transformiertes Bild pro Aspekt transformiert, gemäß einem Aspektbereich transformiert und ein probabilistisch ausgewählter Aspekttransformationswert aus einem derartigen Aspektbereich ausgewählt. In mindestens einer Ausführungsform können an Training eines neuronalen Netzes Informationen über Domänenverschiebungen und/oder Transformationen beteiligt sein, die zum Erzeugen von Trainingsbildern verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform könnte Bildverarbeitung eines ungesehenen Bildes durch ein trainiertes neuronales Netz Eingaben beinhalten, die Details von Domänenverschiebungen und/oder Transformationen entsprechen, die zum Erzeugen von Trainingsbildern verwendet werden.In at least one embodiment, the image training system simulates 100 Domain shifts using transformations on images based on aspects that may correspond to a domain shift or at least an expected difference between domains. In at least one embodiment, there could be a number of transformed images in the training set 108 greater than a number of images in the initial image set 104 being. In at least one embodiment, an initial image is transformed into a transformed image per aspect, transformed according to an aspect area and a probabilistically selected aspect transformation value is selected from such an aspect area. In at least one embodiment, information about domain shifts and / or transformations that are used to generate training images can be involved in training a neural network. In at least one embodiment, image processing of an unseen image by a trained neural network could include inputs corresponding to details of domain shifts and / or transformations used to generate training images.
2 veranschaulicht ein Beispiel für eine Implementation 200 eines neuronalen Netzes, die einen Prozessor 208 eines neuronalen Netzes umfasst, der ein trainiertes neuronales Netz 210 zum Bestimmen einer Segmentierung 212 eines Bildes 204 verwendet, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform erzeugt eine medizinische Vorrichtung 202 Signale, die durch einen Ausrüstungsprozessor 206 verarbeitet werden, um das Bild 204 zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform kann das trainierte neuronale Netz 210 unter Verwendung von Bildern von Ausrüstung an einem anderen Ort als einem Ort der medizinischen Vorrichtung 202 trainiert werden. In mindestens einer Ausführungsform wird das Bild 204 nicht zum Trainieren des trainierten neuronalen Netzes 210 verwendet. In mindestens einer Ausführungsform könnte medizinische Ausrüstung T2-MRT-Vorrichtungen, Ultraschallvorrichtungen, CT-Vorrichtungen, OCT-Vorrichtungen oder andere Vorrichtungen beinhalten und sie könnte Scanprotokolle variieren, wie etwa Kippwinkel, Repetitionszeit usw. 2 illustrates an example implementation 200 a neural network that includes a processor 208 a neural network comprising a trained neural network 210 to determine a segmentation 212 of an image 204 used, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, a medical device creates 202 Signals sent by an equipment processor 206 processed to the picture 204 to create. In at least one embodiment, can the trained neural network 210 using images of equipment in a location other than a location of the medical device 202 be trained. In at least one embodiment, the image is 204 not for training the trained neural network 210 used. In at least one embodiment, medical equipment could include T2 MRI devices, ultrasound devices, CT devices, OCT devices, or other devices, and it could vary scanning protocols such as tilt angle, repetition time, etc.
3 veranschaulicht ein Beispiel für eine Aspektparametertabelle 300, wie sie durch einen Bildtransformator verwendet werden könnte, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform könnte ein Bildtransformator aus Aspekten auswählen, die in der Aspektparametertabelle 300 dargestellt sind, möglicherweise durch zufällige Auswahl von Werten für Aspekte, die gemäß einer Wahrscheinlichkeitsverteilung ausgewählt werden. In mindestens einer Ausführungsform werden spezifische Schrittgrößen verwendet und somit eine Reihe von möglichen Bildvariationen für einen Aspekt definiert. In mindestens einer Ausführungsform könnten kontinuierliche Variationen für Aspektparameterwerte verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein Satz von transformierten Bildern ein Bild pro Aspekt. In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 (siehe 1) zum Beispiel für jeden von zehn Aspekten in der Aspektparametertabelle 300 und ein eingegebenes Bild zehn Bilder ausgeben, von denen jedes gemäß einem einzelnen Aspekt und einem Aspektwert, der ein zufällig ausgewählter Wert für einen derartigen einzelnen Aspekt sein könnte, transformiert ist. In mindestens einer Ausführungsform könnten eingegebene Bilder einen Satz von 10 bis 32 Volumenbildern und ihren Segmentierungen aus einer einzelnen Quelldomäne umfassen und für die Segmentierung von Bildern aus ungesehenen Domänen verwendbar sein. In mindestens einer Ausführungsform könnten mehr als hundert Quellbilder verwendet werden. 3 illustrates an example of an aspect parameter table 300 as might be used by an image transformer, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, an image transformer could select from aspects listed in the aspect parameter table 300 are represented, possibly by random selection of values for aspects which are selected according to a probability distribution. In at least one embodiment, specific step sizes are used and thus a number of possible image variations are defined for an aspect. In at least one embodiment, continuous variations could be used for aspect parameter values. In at least one embodiment, a set of transformed images includes one image per aspect. In at least one embodiment, the transformer could 102 (please refer 1 ) for example for each of ten aspects in the aspect parameter table 300 and an input image output ten images, each transformed according to a single aspect and an aspect value, which could be a randomly selected value for such a single aspect. In at least one embodiment, input images could comprise a set of 10 to 32 volume images and their segmentations from a single source domain and be useful for segmenting images from unseen domains. In at least one embodiment, more than a hundred source images could be used.
In mindestens einer Ausführungsform könnten sich Aspekte auf konkrete Aspekttypen beziehen, wie etwa einen Qualitätsaspekt, einen Aussehensaspekt und einen Raumkonfigurationsaspekt. In mindestens einer Ausführungsform könnten Aspekte der Bildqualität Schärfe, Weichzeichnung und Rauschlevel beinhalten, die Variationen bei den Bildqualitäten in der medizinischen Bildgebung entsprechen können. In mindestens einer Ausführungsform kann sich durch Bewegungsartefakte bei MRT/Ultraschall verursachte Weichzeichnung auf die Interpretierbarkeit von Bildern und die Rechenleistung von Segmentierungsprozessen auswirken. In mindestens einer Ausführungsform kann Gauß-Filtern verwendet werden, um ein Bild weichzuzeichnen, um ein transformiertes Bild zu bilden, wobei eine Größe (möglicherweise durch eine Standardabweichung eines Gauß-Kernels definiert) in einem Bereich zwischen einem Minimum und einem Maximum liegt. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Bereich für das Weichzeichnen von 0,25 bis 1,5 betragen.In at least one embodiment, aspects could relate to specific types of aspects, such as a quality aspect, an appearance aspect, and a space configuration aspect. In at least one embodiment, image quality aspects could include sharpness, blurring, and noise levels that can correspond to variations in image quality in medical imaging. In at least one embodiment, blurring caused by movement artifacts in MRT / ultrasound can affect the interpretability of images and the computing power of segmentation processes. In at least one embodiment, Gaussian filtering can be used to blur an image to form a transformed image, where a size (possibly defined by a standard deviation of a Gaussian kernel) ranges between a minimum and a maximum. In at least one embodiment, a blur range can be from 0.25 to 1.5.
In mindestens einer Ausführungsform könnte zum Kompensieren von Weichzeichnung, um ungesehene schärfere Bilder zu simulieren, eine Unscharfmaskierung verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform stellt Gleichung 1 ein Beispiel bereit, das ein Transformator als Filter zum Durchführen einer Unscharfmaskierung umgekehrt zu einer Weichzeichnung verwenden könnte, wobei Iweichgezeichnet und Igefiitertweichgezeichnet durch Anwenden von Gauß-Filtern an einem Bild I bzw. einem Bild Iweichgezeichnet weichgezeichnete Bilder sind und α eine Größe oder Stärke eines Schärfungseffekts ist. In mindestens einer Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, könnte α in einem Bereich zwischen 10 und 30 liegen, wobei andere Bereiche möglich sind.
In at least one embodiment, unsharp masking could be used to compensate for blurring to simulate unseen, sharper images. In at least one embodiment, Equation 1 provides an example that a transformer could use as a filter to perform unsharp masking in reverse to blurring, where I blurred and I blurred by applying Gaussian filters to an image I and an image I blurred, respectively Are images and α is a magnitude or strength of a sharpening effect. In at least one embodiment, as in 3 shown, α could be in a range between 10 and 30, with other ranges being possible.
In mindestens einer Ausführungsform wird einem transformierten Bild mit einer Standardabweichung (standard deviation - S.D.) einer Gauß-Verteilung in einem Bereich zwischen 0,1 und 1,0 Rauschen hinzugefügt. In mindestens einer Ausführungsform basieren Bildqualitätstransformationen auf einer Gauß-Funktion/einem Gauß-Filter, einer Speckle-Funktion/einem Speckle-Filter, Poisson-Rauschen, einem Medianwert, einem Medianfilter usw. In mindestens einer Ausführungsform transformiert der Transformator 102 ein eingegebenes Bild mit Bildqualitätstransformationen, während seine Annotationen, YS, unverändert belassen werden. In mindestens einer Ausführungsform beziehen sich die Annotationen YS auf Segmentierung oder andere Merkmale eines Bildes.In at least one embodiment, noise is added to a transformed image having a standard deviation (SD) of a Gaussian distribution in a range between 0.1 and 1.0. In at least one embodiment, image quality transformations are based on a Gaussian function / filter, a speckle function / filter, Poisson noise, a median value, a median filter, etc. In at least one embodiment, the transformer transforms 102 an input image with image quality transformations while leaving its annotation, Y S , unchanged. In at least one embodiment, the annotations Y S relate to segmentation or other features of an image.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 gemäß einem Aspekttyp des Aussehens des Bildes transformieren, wie etwa Helligkeit, Kontrast und Intensitätsstörung. In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 ein Bild gemäß einem Helligkeitsaspektwert transformieren, der eine Verschiebung des Intensitätslevels darstellt, wobei die Größe innerhalb eines Bereichs liegt. In mindestens einer Ausführungsform beträgt ein beispielhafter Bereich von -0,1 bis +0,1.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform according to one type of aspect of the image's appearance, such as brightness, contrast, and intensity disturbance. In at least one embodiment, the transformer could 102 transform an image according to a brightness aspect value representing a shift in the intensity level, the magnitude being within a range. In at least one embodiment, an exemplary range is from -0.1 to +0.1.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 ein Bild gemäß einem Kontrastaspektwert transformieren, der eine Gammakorrektur darstellt, wobei ein Gammawert innerhalb eines Bereichs liegt. In mindestens einer Ausführungsform beträgt ein beispielhafter Bereich von 0,5 bis 1,0 und/oder von 1,0 bis 4,5, wobei eine Größe = 1 ein ursprüngliches Bild unverändert belässt und kleinere/größere Werte ein Bild jeweils heller/dunkler machen.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform an image according to a contrast aspect value representing gamma correction, where a gamma value is within a range. In at least one embodiment, an exemplary range is from 0.5 to 1.0 and / or from 1.0 to 4.5, with a size = 1 leaving an original image unchanged and smaller / larger values making an image lighter / darker .
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 ein Bild gemäß gestörten Bildintensitäten transformieren, indem für ein eingegebenes Bild ein Skalenfaktor multipliziert und ein Verschiebungsfaktor addiert wird, jeweils innerhalb einiger Bereiche. In mindestens einer Ausführungsform beträgt jeder Bereich von -0,1 bis +0,1. In mindestens einer Ausführungsform transformiert der Transformator 102 ein eingegebenes Bild mit Transformationstypen des Aussehens des Bildes, während seine Annotationen, YS, unverändert belassen werden.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform an image according to disturbed image intensities by multiplying a scale factor for an input image and adding a shift factor, in each case within a few ranges. In at least one embodiment, each range is from -0.1 to +0.1. In at least one embodiment, the transformer transforms 102 an input image with types of transformation of the image's appearance while leaving its annotation, Y S , unchanged.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 gemäß einem Aspekttyp der Raumkonfiguration transformieren, wie etwa Drehung, Skalierung und Deformation. In mindestens einer Ausführungsform könnte Deformation Organbewegung oder Auffälligkeiten über Patientenpopulationen hinweg darstellen.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform according to one type of aspect of the spatial configuration, such as rotation, scaling and deformation. In at least one embodiment, deformation could represent organ movement or abnormalities across patient populations.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 ein Bild gemäß einem Drehungsaspektwert transformieren, der eine Drehung innerhalb eines Bereichs darstellt. In mindestens einer Ausführungsform beträgt ein beispielhafter Bereich -20° bis +20° und könnte in einer, zwei oder drei Dimensionen erfolgen.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform an image according to a rotation aspect value representing rotation within a range. In at least one embodiment, an exemplary range is -20 ° to + 20 ° and could take place in one, two or three dimensions.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 ein Bild gemäß einem Skalierungsaspektwert transformieren, der eine Skalierung innerhalb eines Bereichs darstellt. In mindestens einer Ausführungsform beträgt ein beispielhafter Bereich um einen Faktor von 0,4 bis 1,6 und könnte in einer, zwei oder drei Dimensionen erfolgen.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform an image according to a scale aspect value representing a scale within a range. In at least one embodiment, an exemplary range is by a factor of 0.4 to 1.6 and could be in one, two, or three dimensions.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 ein Bild gemäß einer Deformation transformieren, die eine Standardabweichung für die Deformation und eine Deformationsskala umfasst, die jeweils innerhalb eines Bereichs variieren. In mindestens einer Ausführungsform könnte Deformation durch Abtasten eines Gitters mit zufälligen Versatzvektoren erfolgen, die durch ein Gauß-Glättungsfilter geglättet sind. In mindestens einer Ausführungsform beträgt ein beispielhafter Bereich für eine Standardabweichung für die Deformation von 10 bis 13 und ein beispielhafter Bereich für eine Deformationsskala beträgt von 0 bis 1000. In mindestens einer Ausführungsform transformiert der Transformator 102 beim Transformieren eines eingegebenen Bildes ein eingegebenes Bild mit einem Raumkonfigurationsaspekt und transformiert dabei auch seine Annotationen, YS, entsprechend.In at least one embodiment, the transformer could 102 transform an image according to a deformation including a standard deviation for the deformation and a deformation scale each varying within a range. In at least one embodiment, deformation could be done by scanning a grid with random offset vectors that are smoothed by a Gaussian smoothing filter. In at least one embodiment, an exemplary range for a standard deviation for the deformation is from 10 to 13 and an exemplary range for a deformation scale is from 0 to 1000. In at least one embodiment, the transformer transforms 102 when transforming an input image, an input image with a spatial configuration aspect and also transforms its annotations, Y S , accordingly.
In mindestens einer Ausführungsform könnte der Transformator 102 eine Kapazität eines GPU-Speichers dem Modelltraining unter Verwendung von Teilvolumina zuweisen, wie es in Fällen erfolgen kann, in denen ein gesamtes 3D-Volumen nicht in den begrenzten Speicher einer GPU passt. In mindestens einer Ausführungsform könnte ein CPU-basiertes Raumtransformationsverfahren verwendet werden, bei dem der Transformator 102 ein 3D-Koordinatengitter eines Teilvolumens berechnet, auf das eine Aspekttransformation vom Raumkonfigurationstyp, wie etwa eine Kombination aus Raumkonfigurationsaspekten, die das Kombinieren von zufälligen 3D-Rotations-, Skalierungs-, Deformations- und Zuschneideoperationen beinhaltet, angewendet und dann Bildinterpolation durchgeführt wird. In mindestens einer Ausführungsform wird weitere Beschleunigung bereitgestellt, indem Interpolation außerhalb eines Quaders mit minimaler Oberfläche, der ein 3D-Koordinatengitter enthält, weggelassen wird. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Erweiterung der Raumtransformation spontan während des Trainings durchgeführt werden.In at least one embodiment, the transformer could 102 allocate a capacity of a GPU memory to model training using partial volumes, as can be done in cases where an entire 3D volume does not fit into the limited memory of a GPU. In at least one embodiment, a CPU-based space transformation technique could be used in which the transformer 102 computes a 3D coordinate grid of a sub-volume to which a spatial configuration type aspect transformation, such as a combination of spatial configuration aspects including combining random 3D rotation, scaling, deforming and cropping operations, is applied, and then image interpolation is performed. In at least one embodiment, further acceleration is provided by omitting interpolation outside of a cuboid with a minimum surface area that contains a 3D coordinate grid. In at least one embodiment, an expansion of the spatial transformation can be carried out spontaneously during the training.
In mindestens einer Ausführungsform kann unter Verwendung einer oder mehrerer Transformationen, wie vorstehend beschrieben, ein neuronales Netz unter Verwendung von Bildern aus einer Quelldomäne trainiert und dann in einer ungesehenen Domäne verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Transformation wie in Gleichung 2 behandelt werden, wobei allgemeiner Daten, XS, und Annotationen, YS, aus einer Quelldomäne dazu verwendet werden können, ein Modell, fS, aus einer derartigen Quelldomäne zu trainieren und zu bewirken, dass es über ungesehene Domänen hinweg gute Leistung erbringt. In mindestens einer Ausführungsform könnten sowohl die Daten XS als auch die Annotationen YS 3D-Volumina sein und fS könnte ein 3D-Segmentierungsnetz sein. In mindestens einer Ausführungsform könnte eine Transformation eine Sequenz einer Anzahl, n, von Stapeltransformationen, τ(.), sein, wobei jede Transformation eine Bildverarbeitungsfunktion ist, und jede Funktion ist mit einer Wahrscheinlichkeit, p, assoziiert, um eine assoziierte Funktion und eine Größe, m, einer derartigen Funktion anzuwenden. In mindestens einer Ausführungsform könnten ein Trainingsbild und eine assoziierte Annotation nach in Gleichung 1 dargestellten Transformationen erzeugt werden.
In at least one embodiment, using one or more transformations as described above, a neural network can be trained using images from a source domain and then used in an unseen domain. In at least one embodiment, a transformation can be treated as in Equation 2, and more generally, data, X S , and annotations, Y S , from a source domain can be used to train and effect a model, f S , from such source domain that it performs well across unseen domains. In at least one embodiment, both the data X S and the annotations Y S could be 3D volumes and f S could be a 3D segmentation mesh. In at least one embodiment, a transform could be a sequence of a number, n, of batch transforms, τ (.), Where each transform is an image processing function and each function is associated with a probability, p, to an associated one Function and a quantity, m, to apply such a function. In at least one embodiment, a training image and an associated annotation could be generated according to transformations shown in equation 1.
In mindestens einer Ausführungsform könnten Transformationen in jedem Minibatch während des Trainings angewendet werden, um einen Beitrag von domänenspezifischen Verschiebungen in medizinischen Bildern zu berücksichtigen. In mindestens einer Ausführungsform könnten Transformationen in Gleichung 2 in variierenden Reihenfolgen durchgeführt werden.In at least one embodiment, transformations could be applied in each minibatch during training to account for a contribution from domain-specific shifts in medical images. In at least one embodiment, transformations in Equation 2 could be performed in varying orders.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein 3D-Segmentierungsnetz tiefe 2D- und/oder 3D-Segmentierungsnetze verwenden, indem tiefe Merkmale, die aus großskaligen 2D-Bildern gelernt wurden, in ein 3D-Codierer-Decodierer-Netz übermittelt werden. In mindestens einer Ausführungsform können für das Training Eingaben Teilvolumina sein, die aus ganzen Volumina zugeschnitten sind, wobei Ausgaben entsprechende Teilvolumina von Segmentierungsmasken mit 1-Kanal-Annotationen sind. In mindestens einer Ausführungsform können Teilvolumina zum Erhöhen der Variation von Trainingsdaten zufällig zugeschnitten und gleichmäßig zwischen einem Vordergrund und einem Hintergrund verteilt werden. In mindestens einer Ausführungsform wird Dice-Verlust als Verlustfunktion verwendet und ein gleitendes Fenster kann verwendet werden, wobei Überlappung auf ein ganzes 3D-Volumen angewendet wird, um eine endgültige 3D-Segmentierung zu erzeugen.In at least one embodiment, a 3D segmentation network can use deep 2D and / or 3D segmentation networks by conveying deep features learned from large-scale 2D images into a 3D encoder-decoder network. In at least one embodiment, inputs for training can be partial volumes that are cut from entire volumes, with outputs being corresponding partial volumes of segmentation masks with 1-channel annotations. In at least one embodiment, partial volumes can be tailored randomly to increase the variation of training data and evenly distributed between a foreground and a background. In at least one embodiment, dice loss is used as a loss function and a sliding window can be used, with overlap being applied to an entire 3D volume to produce a final 3D segmentation.
4 veranschaulicht ein Beispiel für einen Bildtransformator 406 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform erlangt der Bildtransformator 406 ein Bild 402 und seine entsprechende Segmentierung zusammen mit Aspektparametern von einem Aspektparameterspeicher 404. In mindestens einer Ausführungsform wendet der Bildtransformator 406 eine oder mehrere Aspekttransformationen an und er wählt Werte für die Aspekttransformation aus, möglicherweise unter Verwendung eines Zufallszahlengenerators (random number generator - RNG) 408, um Werte auszuwählen. In mindestens einer Ausführungsform können Aspekttransformationsblöcke einen Gauß-Weichzeichner, einen Unscharfmaskierer, einen Rauschinjektor, einen Helligkeitseinsteller, einen Kontrasteinsteller, einen Intensitätsstörer, einen Dreher/Skalierer und/oder einen Deformer beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform gibt der Bildtransformator 406 dann transformierte Bilder 420 mit ihren entsprechenden Segmentierungen aus. 4th illustrates an example of an image transformer 406 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the image transformer acquires 406 a picture 402 and its corresponding segmentation together with aspect parameters from an aspect parameter store 404 . In at least one embodiment, the image transformer turns 406 Selects one or more aspect transformations and selects values for the aspect transformation, possibly using a random number generator (RNG) 408 to select values. In at least one embodiment, aspect transformation blocks can include a Gaussian soft focus, an unsharp masker, a noise injector, a brightness adjuster, a contrast adjuster, an intensity interferer, a rotator / scaler and / or a deformer. In at least one embodiment, the image transformer is there 406 then transformed images 420 with their corresponding segmentations.
5 veranschaulicht ein Beispiel für ein Verfahren 500 zum Trainieren eines neuronalen Netzes, um ungesehene Bilder zu verarbeiten, indem an eingegebenen Bildern trainiert wird, die Transformationen unterzogen werden, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform erlangt ein Transformator in Schritt 501 Quellbilder von einem Ort und bei Schritt 502 eine Segmentierung dieser Quellbilder. In mindestens einer Ausführungsform bestimmt ein Transformator in Schritt 503, welche Transformationsaspektparameter verwendet werden sollen, um ein ausgegebenes Bild zu erzeugen, und welche Aspektparameterwerte, wie viele Bilder erzeugt werden sollen usw. In mindestens einer Ausführungsform schneidet ein Transformator in Schritt 504 zufällig Teilvolumina zu und er erzeugt in Schritt 505 dementsprechend transformierte Trainingsbilder und ihre entsprechenden Segmentierungen. 5 illustrates an example of a procedure 500 for training a neural network to process unseen images by training on input images that are subjected to transformations, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, a transformer in step 501 Source images from one place and by step 502 a segmentation of these source images. In at least one embodiment, a transformer determines in step 503 what transformation aspect parameters to use to generate an output image, and what aspect parameter values, how many images to generate, etc. In at least one embodiment, a transformer cuts in step 504 randomly to partial volumes and he generates in step 505 accordingly transformed training images and their corresponding segmentations.
In mindestens einer Ausführungsform wird bei Schritt 506 ein neuronales Netz an transformierten Trainingsbildern und ihren entsprechenden Segmentierungen trainiert. In mindestens einer Ausführungsform könnte bei Schritt 507, falls dieses neuronale Netz trainiert ist, ein Trainingssystem dieses trainierte neuronale Netz zusätzlichen Orten zur Verwendung bei der Bildverarbeitung von ungesehenen Bildern aus ungesehenen Domänen zuführen. In mindestens einer Ausführungsform bestimmt ein Transformator, falls dieses neuronale Netz nicht ausreichend trainiert ist, bei Schritt 510 zusätzliche Transformationen und fährt bei Schritt 504 fort.In at least one embodiment, step 506 trains a neural network on transformed training images and their corresponding segmentations. In at least one embodiment, step 507 If this neural network is trained, a training system will supply this trained neural network to additional locations for use in the image processing of unseen images from unseen domains. In at least one embodiment, a transformer determines if this neural network is not sufficiently trained at step 510 additional transformations and moves at step 504 away.
In mindestens einer Ausführungsform könnte das Verfahren 500 unter Verwendung des Transfer Learning Toolkit für medizinische Bildgebung von NVIDIA implementiert werden. In mindestens einer Ausführungsform könnten Daten in einer Quelldomäne auf eine feste Auflösung von 1,0 mm × 1,0 mm × 1,0 mm und Bildintensitäten, I, normalisiert auf [0, 1] durch (I-min)/(max-min), erneut abgetastet werden, wobei min=0, max=2048 für MRTs und min=0, max=255 für Ultraschall. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Wahrscheinlichkeit, die auf jede Transformation angewendet werden soll, auf 0,5 festgelegt. In mindestens einer Ausführungsform könnten Bildintensitäten nach der Transformation nicht renormalisiert werden. In mindestens einer Ausführungsform könnten zugeschnittene Teilvolumina 96×96×32 (w×h×d) für Task 1 (siehe 8) und 96×96×96 für Task 2 und Task 3 sein. In mindestens einer Ausführungsform könnte ADAM verwendet werden, um ein Netz mit einer anfänglichen Lernrate von 0,0001 zu optimieren. In mindestens einer Ausführungsform könnten Task 1 und Task 2 an vier GPUs eines DGX-Clusters von NVIDIA trainiert werden und Task 3 könnte in einer GPU vom Typ Titan XP von NVIDIA trainiert werden, alle unter Verwendung von SGD und mit einer Minibatchgröße von vier Regionen von Interesse (regions of interest - ROIs) pro GPU.In at least one embodiment, the method could 500 implemented using NVIDIA's Medical Imaging Transfer Learning Toolkit. In at least one embodiment, data in a source domain could be set to a fixed resolution of 1.0 mm × 1.0 mm × 1.0 mm and image intensities, I, normalized to [0.1] by (I-min) / (max- min), be scanned again, where min = 0, max = 2048 for MRIs and min = 0, max = 255 for ultrasound. In at least one embodiment, a probability to be applied to each transformation is set to 0.5. In at least one embodiment, image intensities could not be renormalized after the transformation. In at least one embodiment, cut sub-volumes could be 96 × 96 × 32 (w × h × d) for task 1 (see 8th ) and 96 × 96 × 96 for task 2 and task 3. In at least one embodiment, ADAM could be used to optimize a network with an initial learning rate of 0.0001. In at least one embodiment, Task 1 and Task 2 could be trained on four GPUs of a DGX cluster from NVIDIA and Task 3 could be trained on a Titan XP GPU from NVIDIA, all using SGD and with a mini-batch size of four regions of Regions of interest (ROIs) per GPU.
In mindestens einer Ausführungsform könnte ein Modell 300 Trainingsepochen lang an einer Quelldomäne dreimal trainiert werden und ein Modell mit einer besten Rechenleistung an einem Validierungssatz dieser Quelldomäne könnte dafür ausgewählt werden, auf ungesehene Domänen angewendet zu werden. In mindestens einer Ausführungsform könnten bei der Modellinferenz Prüfdaten auf 1,0 mm × 1,0 mm × 1,0 mm erneut abgetastet und auf [0, 1] normalisiert werden und eine Schrittweite eines gleitenden Fensters könnte (w-16) × (h-16) × (d-16) sein. In mindestens einer Ausführungsform könnte ein 2-Klassen-Modell zuerst trainiert werden und dann könnte seine Ausgabe mit zu einem 1-Klassen-Modell kombiniert werden.In at least one embodiment, a model could 300 Training epochs can be trained three times on a source domain and a model with the best computing power on a validation set of this source domain could be selected to be applied to unseen domains. In at least one embodiment, in the model inference, test data could be resampled to 1.0 mm × 1.0 mm × 1.0 mm and normalized to [0, 1] and a sliding window increment could be (w-16) × (h -16) × (d-16). In at least one embodiment, a 2-class model could be trained first and then its output could be combined with into a 1-class model.
6 veranschaulicht Beispiele für Bilder, die durch ein Bildtrainingssystem verarbeitet werden könnten, und Bilder, die durch einen Prozessor eines neuronalen Netzes verarbeitet werden könnten, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform könnte eine Segmentierung eines medizinischen Bildes in einer Quelldomäne auf Bilder in einer ungesehenen Domäne angewendet werden, wie etwa einer medizinischen Bildgebungsmodalität, die sich von einer medizinischen Bildgebungsmodalität der Quelldomäne unterscheidet. In mindestens einer Ausführungsform sind Bildgebungsunterschiede, die durch eine Domänenverschiebung von MRT verursacht werden, Qualität und Aussehen des Bildes, wobei Schärfung am erheblichsten ist, gefolgt von Kontrast, Helligkeit und Intensitätsstörung. In mindestens einer Ausführungsform zeigen Beispiele für eine MRT der Prostata aus 6, dass Kontrast und Schärfung Hauptunterschiede bei den Bildern Ungesehen A bzw. Ungesehen B im Vergleich zu einem Quellbild sind. In mindestens einer Ausführungsform können Raumtransformationen dazu beitragen, MRTs des Herzens zu transformieren, wobei Form, Größe und Ausrichtung eines Herzens sehr unterschiedlich sein können, wie in einem Bildsatz eines rechten Ventrikels aus 6 und MRT des Herzens aus 7. 6th Figure 11 illustrates examples of images that could be processed by an image training system and images that could be processed by a neural network processor, in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, segmentation of a medical image in a source domain could be applied to images in an unseen domain, such as a medical imaging modality that is different from a medical imaging modality of the source domain. In at least one embodiment, imaging differences caused by domain shift of MRI are the quality and appearance of the image, with sharpening being most significant, followed by contrast, brightness, and intensity perturbation. In at least one embodiment, examples show an MRI of the prostate 6th that contrast and sharpening are the main differences between the Unseen A and Unseen B images compared to a source image. In at least one embodiment, spatial transformations can help to transform MRIs of the heart, wherein the shape, size and orientation of a heart can be very different, as shown in an image set of a right ventricle 6th and MRI of the heart 7th .
In mindestens einer Ausführungsform können Bildgebungsunterschiede, die durch eine Domänenverschiebung von unterschiedlichen Ultraschallanbietern verursacht werden, umfangreicher sein, bei denen 3D-Skalierung bedeutend ist, gefolgt von Helligkeit, Weichzeichnung und Kontrast. In mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht eine untere Zeile von 6 Beispiele. In mindestens einer Ausführungsform können Raumtransformationen wesentlich zu einem Segmentierungs-Task eines Ultraschalls des Herzens beitragen, teilweise da ein Herz ein deformierbares Objekt ist und unterschiedliche Winkel zwischen einer Ultraschallsonde und einem Herzen zu Bildern mit unterschiedlichen Drehgraden führen können.In at least one embodiment, imaging differences caused by domain shifting from different ultrasound providers can be larger, where 3-D scaling is significant, followed by brightness, blurring, and contrast. In at least one embodiment, a bottom line of illustrates 6th Examples. In at least one embodiment, spatial transformations can contribute significantly to a segmentation task of an ultrasound of the heart, partly because a heart is a deformable object and different angles between an ultrasound probe and a heart can lead to images with different degrees of rotation.
7 veranschaulicht Beispiele für Bilder, die durch ein Bildtrainingssystem zu transformierten Bildern verarbeitet werden könnten, und ungesehene Bilder, die durch einen an transformierten Bildern trainierten Prozessor eines neuronalen Netzes verarbeitet werden könnten, gemäß mindestens einer Ausführungsform. 7th Figure 10 illustrates examples of images that could be processed into transformed images by an image training system and unseen images that could be processed by a neural network processor trained on transformed images, in accordance with at least one embodiment.
8 veranschaulicht Beispiele für ungesehene Bilder, die durch einen an transformierten Bildern trainierten Prozessor eines neuronalen Netzes verarbeitet werden könnten, im Vergleich zu Bildern, die durch andere Verfahren verarbeitet werden, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beispielhafter Task zum Trainieren eines neuronalen Netzes darin bestehen, an 3D-Datensätzen einer MRT der Prostata zu trainieren und an anderen 3D-Datensätzen einer MRT der Prostata als ungesehene Domänen zu prüfen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein anderer beispielhafter Task zum Trainieren eines neuronalen Netzes an 3D-Datensätzen einer MRT des Herzens verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann noch ein anderer beispielhafter Task zum Trainieren eines neuronalen Netzes darin bestehen, an einem 3D-Ultraschalldatensatz zu trainieren, wobei Quelldaten von einem Anbieter stammen und ungesehene Daten von anderen Anbietern stammen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein neuronales Netz anhand eines ungesehenen Bildes Grenzen eines Objekts bestimmen, wie etwa von 3D-Objekten, die in verschiedenen Bildern der nachstehenden 8 veranschaulicht sind. 8th Figure 11 illustrates examples of unseen images that could be processed by a neural network processor trained on transformed images compared to images processed by other methods, in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, an exemplary task for training a neural network can consist of training on 3D data sets of an MRT of the prostate and to test on other 3D data sets of an MRT of the prostate as unseen domains. In at least one embodiment, another exemplary task can be used to train a neural network on 3D data sets from an MRT of the heart. In at least one embodiment, yet another exemplary task for training a neural network can consist of training on a 3D ultrasound data set, with source data originating from one provider and unseen data originating from other providers. In at least one embodiment, a neural network can use an unseen image to determine boundaries of an object, such as 3D objects shown in various images of the following 8th are illustrated.
INFERENZ- UND TRAININGSLOGIKINFERENCE AND TRAINING LOGIC
9A veranschaulicht Inferenz- und/oder Trainingslogik 915, die verwendet wird, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind nachstehend in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. 9A illustrates inference and / or training logic 915 used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are below in connection with 9A and / or 9B provided.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 ohne Einschränkung Code- und/oder Datenspeicher 901 beinhalten, um Vorwärts- und/oder Ausgabegewichtungs- und/oder Eingabe-/Ausgabedaten und/oder andere Parameter zu speichern, um Neuronen oder Schichten eines neuronalen Netzes zu konfigurieren, das in Aspekten einer oder mehrerer Ausführungsformen trainiert und/oder zum Inferenzieren verwendet wird. In mindestens einer Ausführungsform kann die Trainingslogik 915 Code- und/oder Datenspeicher 901 beinhalten oder an diesen gekoppelt sein, um Graphencode oder andere Software zum Steuern der Zeitsteuerung und/oder Reihenfolge zu speichern, in der Gewichtungs- und/oder andere Parameterinformationen geladen werden sollen, um Logik zu konfigurieren, einschließlich Integer- und/oder Gleitkommaeinheiten (zusammen als arithmetisch-logische Einheiten (ALUs) bezeichnet). In mindestens einer Ausführungsform lädt Code, wie etwa Graphencode, Gewichtungs- oder andere Parameterinformationen in Prozessor-ALUs auf Grundlage einer Architektur eines neuronalen Netzes, dem derartiger Code entspricht. In mindestens einer Ausführungsform speichert der Code- und/oder Datenspeicher 901 Gewichtungsparameter und/oder Eingabe-/Ausgabedaten jeder Schicht eines neuronalen Netzes, die in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen trainiert oder verwendet wird, während der Vorwärtspropagierung von Eingabe-/Ausgabedaten und/oder Gewichtungsparametern während des Trainierens und/oder Inferenzierens unter Verwendung von Aspekten einer oder mehrerer Ausführungsformen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Abschnitt des Code- und/oder Datenspeichers 901 in einem anderen chipinternen oder chipexternen Datenspeicher, einschließlich des L1-, L2- oder L3-Caches oder Systemspeichers eines Prozessors, enthalten sein.In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 without restriction code and / or data memory 901 to store forward and / or output weighting and / or input / output data and / or other parameters to configure neurons or layers of a neural network that is trained and / or used for inference in aspects of one or more embodiments . In at least one embodiment, the training logic 915 Code and / or data storage 901 or be coupled to, to store graph code or other software to control the timing and / or order in which weighting and / or other parameter information is to be loaded to configure logic, including integer and / or floating point units (collectively referred to as arithmetic and logical units (ALUs)). In at least one embodiment, code, such as graph code, weighting, or other parameter information, loads into processor ALUs based on a neural network architecture to which such code corresponds. In at least one embodiment, the code and / or data memory stores 901 Weighting parameters and / or input / output data of each layer of a neural network that is trained or used in connection with one or more embodiments, during the forward propagation of input / output data and / or weighting parameters during training and / or inferencing using aspects one or more embodiments. In at least one embodiment, any portion of the code and / or data memory 901 be contained in other on-chip or off-chip data storage, including the L1, L2, or L3 cache or system memory of a processor.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Abschnitt des Code- und/oder Datenspeichers 901 zu einem oder mehreren Prozessoren oder anderen Hardware-Logikvorrichtungen oder -Schaltungen intern oder extern sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Code und/oder Code- und/oder Datenspeicher 901 Cache-Speicher, dynamischer zufällig adressierbarer Speicher (dynamic randomly addressable memory - „DRAM“), statischer zufällig adressierbarer Speicher (static randomly addressable memory - „SRAM“), nichtflüchtiger Speicher (z. B. Flash-Speicher) oder anderer Speicher sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Wahl, ob der Code und/oder Code- und/oder Datenspeicher 901 zum Beispiel zu einem Prozessor intern oder extern ist oder DRAM, SRAM, Flash oder einen anderen Speichertyp umfasst, von dem verfügbaren chipinternen oder chip externen Speicher, den Latenzanforderungen der Trainings- und/oder Inferenzfunktionen, die durchgeführt werden, der Batch-Größe der Daten, die beim Inferenzieren und/oder Trainieren eines neuronalen Netzes verwendet werden, oder einer Kombination dieser Faktoren abhängen.In at least one embodiment, any portion of the code and / or data memory 901 internal or external to one or more processors or other hardware logic devices or circuits. In at least one embodiment, the code and / or code and / or data memory 901 Cache memory, dynamic randomly addressable memory ("DRAM"), static randomly addressable memory ("SRAM"), non-volatile memory (e.g. flash memory) or other memory. In at least one embodiment, a choice can be made as to whether the code and / or code and / or data memory 901 for example internal or external to a processor, or comprising DRAM, SRAM, Flash or some other type of memory, of the available on-chip or off-chip memory, the latency requirements of the training and / or inference functions being performed, the batch size of the data used in inferencing and / or training a neural network, or a combination of these factors.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 ohne Einschränkung einen Code- und/oder Datenspeicher 905 beinhalten, um Rückwärts- und/oder Ausgabegewichtungs- und/oder Eingabe-/Ausgabedaten zu speichern, die Neuronen oder Schichten eines neuronalen Netzes entsprechen, das in Aspekten einer oder mehrerer Ausführungsformen trainiert und/oder zum Inferenzieren verwendet wird. In mindestens einer Ausführungsform speichert der Code- und/oder Datenspeicher 905 Gewichtungsparameter und/oder Eingabe-/Ausgabedaten jeder Schicht eines neuronalen Netzes, die in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen trainiert oder verwendet wird, während der Rückwärtspropagierung von Eingabe-/Ausgabedaten und/oder Gewichtungsparametern während des Trainierens und/oder Inferenzierens unter Verwendung von Aspekten einer oder mehrerer Ausführungsformen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Trainingslogik 915 Code- und/oder Datenspeicher 905 beinhalten oder an diesen gekoppelt sein, um Graphencode oder andere Software zum Steuern der Zeitsteuerung und/oder Reihenfolge zu speichern, in der Gewichtungs- und/oder andere Parameterinformationen geladen werden sollen, um Logik zu konfigurieren, einschließlich Integer- und/oder Gleitkommaeinheiten (zusammen als arithmetisch-logische Einheiten (ALUs) bezeichnet).In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 a code and / or data memory without restriction 905 to store backward and / or output weighting and / or input / output data corresponding to neurons or layers of a neural network that is trained and / or used for inference in aspects of one or more embodiments. In at least one embodiment, the code and / or data memory stores 905 Weighting parameters and / or input / output data of each layer of a neural network that is trained or used in connection with one or more embodiments, during the backward propagation of input / output data and / or weighting parameters during training and / or inferencing using aspects one or more embodiments. In at least one embodiment, the training logic 915 Code and / or data storage 905 or be coupled to, to store graph code or other software to control the timing and / or order in which weighting and / or other parameter information is to be loaded to configure logic, including integer and / or floating point units (collectively referred to as arithmetic and logical units (ALUs)).
In mindestens einer Ausführungsform bewirkt Code, wie etwa Graphencode, das Laden von Gewichtungs- oder anderen Parameterinformationen in Prozessor-ALUs auf Grundlage einer Architektur eines neuronalen Netzes, dem derartiger Code entspricht. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Abschnitt des Code- und/oder Datenspeichers 905 in einem anderen chipinternen oder chip externen Datenspeicher, einschließlich des L1-, L2- oder L3-Caches oder Systemspeichers eines Prozessors, enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Abschnitt des Code- und/oder Datenspeichers 905 zu einem oder mehreren Prozessoren oder anderen Hardware-Logikvorrichtungen oder -Schaltungen intern oder extern sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Code- und/oder Datenspeicher 905 Cache-Speicher, DRAM, SRAM, nichtflüchtiger Speicher (z. B. Flash-Speicher) oder anderer Speicher sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Wahl, ob der Code- und/oder Datenspeicher 905 zum Beispiel zu einem Prozessor intern oder extern ist oder DRAM, SRAM, Flash-Speicher oder einen anderen Speichertyp umfasst, von dem verfügbaren chipinternen oder chip externen Speicher, den Latenzanforderungen der Trainings- und/oder Inferenzfunktionen, die durchgeführt werden, der Batch-Größe der Daten, die beim Inferenzieren und/oder Trainieren eines neuronalen Netzes verwendet werden, oder einer Kombination dieser Faktoren abhängen.In at least one embodiment, code such as graph code causes weighting or other parameter information to be loaded into processor ALUs based on a neural network architecture to which such code conforms. In at least one embodiment, any portion of the code and / or data memory 905 be contained in other on-chip or off-chip data storage, including the L1, L2, or L3 cache or system memory of a processor. In at least one embodiment, any portion of the code and / or data memory 905 internal or external to one or more processors or other hardware logic devices or circuits. In at least one embodiment, the code and / or data memory 905 Cache memory, DRAM, SRAM, non-volatile memory (e.g. flash memory) or other memory. In at least one embodiment, a choice can be made as to whether the code and / or data memory 905 for example is internal or external to a processor or includes DRAM, SRAM, Flash memory or some other type of memory, of the available on-chip or off-chip memory, the latency requirements of the training and / or inference functions that are performed, the batch size of the data used in inferencing and / or training a neural network, or a combination of these factors.
In mindestens einer Ausführungsform können der Code- und/oder Datenspeicher 901 und der Code- und/oder Datenspeicher 905 separate Speicherstrukturen sein. In mindestens einer Ausführungsform können der Code- und/oder Datenspeicher 901 und der Code- und/oder Datenspeicher 905 eine kombinierte Speicherstruktur sein. In mindestens einer Ausführungsform können der Code- und/oder Datenspeicher 901 und der Code- und/oder Datenspeicher 905 teilweise kombiniert und teilweise separat sein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Abschnitt des Code- und/oder Datenspeichers 901 und des Code- und/oder Datenspeichers 905 in einem anderen chipinternen oder chip externen Datenspeicher, einschließlich des L1-, L2- oder L3-Caches oder Systemspeichers eines Prozessors, enthalten sein.In at least one embodiment, the code and / or data memory 901 and the code and / or data memory 905 be separate storage structures. In at least one embodiment, the code and / or data memory 901 and the code and / or data memory 905 be a combined storage structure. In at least one embodiment, the code and / or data memory 901 and the code and / or data memory 905 partially combined and partially separate. In at least one embodiment, any portion of the code and / or data memory 901 and the code and / or data memory 905 be contained in other on-chip or off-chip data storage, including the L1, L2, or L3 cache or system memory of a processor.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 ohne Einschränkung eine oder mehrere arithmetisch-logische Einheit(en) („ALU(s)“) 910 beinhalten, einschließlich Integer- und/oder Gleitkommaeinheiten, um logische und/oder mathematische Operationen durchzuführen, die mindestens zum Teil auf Trainings- und/oder Inferenzcode (z. B. Graphencode) basieren oder dadurch angegeben werden, wobei ein Ergebnis davon Aktivierungen (z. B. Ausgabewerte von Schichten oder Neuronen innerhalb eines neuronalen Netzes) produzieren kann, die in einem Aktivierungsspeicher 920 gespeichert sind und die Funktionen von Eingabe/Ausgabe- und/oder Gewichtungsparameterdaten sind, die in dem Code- und/oder Datenspeicher 901 und/oder dem Code- und/oder Datenspeicher 905 gespeichert sind. In mindestens einer Ausführungsform werden in dem Aktivierungsspeicher 920 gespeicherte Aktivierungen gemäß linearer algebraischer und/oder matrixbasierter Mathematik erzeugt, die durch die ALU(s) 910 als Reaktion auf das Durchführen von Anweisungen oder anderem Code durchgeführt wird, wobei in dem Code- und/oder Datenspeicher 905 und/oder dem Datenspeicher 901 gespeicherte Gewichtungswerte als Operanden zusammen mit anderen Werten, wie etwa Verzerrungswerten, Gradienteninformationen, Momentwerten oder anderen Parametern oder Hyperparametern, verwendet werden, von denen beliebige oder alle in dem Code- und/oder Datenspeicher 905 oder dem Code- und/oder Datenspeicher 901 oder einem anderen chipinternen oder -externen Speicher gespeichert sein können.In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 without restriction one or more arithmetic-logical unit (s) ("ALU (s)") 910 including integer and / or floating point units to perform logical and / or mathematical operations based at least in part on or indicated by training and / or inference code (e.g. graph code), a result of which are activations (e.g. B. Output values from layers or neurons within a neural network) can be stored in an activation memory 920 are stored and the functions of input / output and / or weighting parameter data are stored in the code and / or data memory 901 and / or the code and / or data memory 905 are stored. In at least one embodiment, the activation memory 920 stored activations generated according to linear algebraic and / or matrix-based mathematics, which are generated by the ALU (s) 910 is performed in response to the execution of instructions or other code, in the code and / or data memory 905 and / or the data memory 901 stored weighting values are used as operands together with other values such as distortion values, gradient information, moment values or other parameters or hyperparameters, any or all of which are in the code and / or data memory 905 or the code and / or data memory 901 or another on-chip or off-chip memory.
In mindestens einer Ausführungsform sind die ALU(s) 910 innerhalb eines oder mehrerer Prozessoren oder anderer Hardware-Logikvorrichtungen oder -Schaltungen enthalten, während in einer anderen Ausführungsform die ALU(s) 910 zu einem Prozessor oder einer anderen Hardware-Logikvorrichtung oder -Schaltung extern sein können, der/die sie verwendet (z. B. ein Koprozessor). In mindestens einer Ausführungsform können die ALUs 910 innerhalb der Ausführungseinheiten eines Prozessors oder anderweitig innerhalb einer Bank von ALUs enthalten sein, worauf die Ausführungseinheiten eines Prozessors zugreifen können, entweder innerhalb des gleichen Prozessors oder verteilt auf unterschiedliche Prozessoren unterschiedlichen Typs (z. B. zentrale Verarbeitungseinheiten, Grafikverarbeitungseinheiten, Festfunktionseinheiten usw.). In mindestens einer Ausführungsform können sich der Code- und/oder Datenspeicher 901, der Code- und/oder Datenspeicher 905 und der Aktivierungsspeicher 920 einen Prozessor oder eine andere Hardware-Logikvorrichtung oder -schaltung teilen, während sie sich in einer anderen Ausführungsform in unterschiedlichen Prozessoren oder anderen Hardware-Logikvorrichtungen oder -Schaltungen oder in einer Kombination aus gleichen und unterschiedlichen Prozessoren oder anderen Hardware-Logikvorrichtungen oder -Schaltungen befinden können. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Abschnitt des Aktivierungsspeichers 920 in einem anderen chipinternen oder chip externen Datenspeicher, einschließlich des L1-, L2- oder L3-Caches oder Systemspeichers eines Prozessors, enthalten sein. Des Weiteren kann der Inferenz- und/oder Trainingscode mit anderem Code gespeichert sein, auf den ein Prozessor oder eine andere Hardware-Logik oder -Schaltung zugreifen kann und der unter Verwendung der Abruf-, Decodier-, Planungs-, Ausführungs-, Ausscheidungs- und/oder anderen Logikschaltungen eines Prozessors abgerufen und/oder verarbeitet wird.In at least one embodiment, the ALU (s) are 910 contained within one or more processors or other hardware logic devices or circuits, while in another embodiment the ALU (s) 910 external to a processor or other hardware logic device or circuit using them (e.g., a coprocessor). In at least one embodiment, the ALUs 910 be contained within the execution units of a processor or otherwise within a bank of ALUs, to which the execution units of a processor can access, either within the same processor or distributed among different processors of different types (e.g. central processing units, graphics processing units, fixed function units, etc.). In at least one embodiment, the code and / or data memory 901 , the code and / or data memory 905 and the activation memory 920 share a processor or other hardware logic device or circuit, while in another embodiment they may be in different processors or other hardware logic devices or circuit or in a combination of the same and different processors or other hardware logic devices or circuit . In at least one embodiment, any portion of the activation memory 920 be contained in other on-chip or off-chip data storage, including the L1, L2, or L3 cache or system memory of a processor. Furthermore, the inference and / or training code can be stored with other code that can be accessed by a processor or other hardware logic or circuit and that is generated using the retrieval, decoding, planning, execution, elimination and / or other logic circuits of a processor is called up and / or processed.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Aktivierungsspeicher 920 Cache-Speicher, DRAM, SRAM, nichtflüchtiger Speicher (z. B. Flash-Speicher) oder anderer Speicher sein. In mindestens einer Ausführungsform kann sich der Aktivierungsspeicher 920 ganz oder teilweise innerhalb oder außerhalb eines oder mehrerer Prozessoren oder anderer logischer Schaltungen befinden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Wahl, ob der Aktivierungsspeicher 920 zum Beispiel zu einem Prozessor intern oder extern ist oder DRAM, SRAM, Flash-Speicher oder einen anderen Speichertyp umfasst, von dem verfügbaren chipinternen oder chip externen Speicher, den Latenzanforderungen der Trainings- und/oder Inferenzfunktionen, die durchgeführt werden, der Batch-Größe der Daten, die beim Inferenzieren und/oder Trainieren eines neuronalen Netzes verwendet werden, oder einer Kombination dieser Faktoren abhängen.In at least one embodiment, the activation memory 920 Cache memory, DRAM, SRAM, non-volatile memory (e.g. flash memory) or other memory. In at least one embodiment, the activation memory 920 wholly or partially located inside or outside of one or more processors or other logical circuits. In at least one embodiment, a choice can be made as to whether the activation memory 920 for example internal or external to a processor, or comprises DRAM, SRAM, Flash memory or some other type of memory, of the available on-chip or off-chip memory, the latency requirements of the training and / or inference functions being performed, the batch size the data used in inferencing and / or training a neural network, or a combination of these factors.
In mindestens einer Ausführungsform kann die in 9A veranschaulichte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in Verbindung mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application-specific integrated circuit - „ASIC“) verwendet werden, wie etwa einer TensorFlow® Processing Unit von Google, einer Inferenzverarbeitungseinheit (inference processing unit - IPU) von Graphcore™ oder einem Prozessor vom Typ Nervana® (z. B. „Lake Crest“) der Intel Corp. In mindestens einer Ausführungsform kann die in 9A veranschaulichte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in Verbindung mit Hardware der zentralen Verarbeitungseinheit (central processing unit - „CPU“), Hardware der Grafikverarbeitungseinheit („GPU“) oder anderer Hardware, wie etwa feldprogrammierbaren Gate-Arrays (field programmable gate arrays - „FPGAs“), verwendet werden.In at least one embodiment, the in 9A illustrated inference and / or training logic 915 used in conjunction with an application-specific integrated circuit ("ASIC"), such as a TensorFlow® Processing Unit from Google, an inference processing unit (IPU) from Graphcore ™ or a Nervana® processor (e.g. "Lake Crest") from Intel Corp. In at least one embodiment, the in 9A illustrated inference and / or training logic 915 used in conjunction with central processing unit (“CPU”) hardware, graphics processing unit (“GPU”) hardware, or other hardware such as field programmable gate arrays (“FPGAs”).
9B veranschaulicht Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 ohne Einschränkung Hardware-Logik beinhalten, in der Rechenressourcen dediziert oder anderweitig ausschließlich in Verbindung mit Gewichtungswerten oder anderen Informationen verwendet werden, die einer oder mehreren Schichten von Neuronen innerhalb eines neuronalen Netzes entsprechen. In mindestens einer Ausführungsform kann die in 9B veranschaulichte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in Verbindung mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) verwendet werden, wie etwa der TensorFlow® Processing Unit von Google, einer Inferenzverarbeitungseinheit (IPU) von Graphcore™ oder einem Prozessor vom Typ Nervana® (z. B. „Lake Crest“) der Intel Corp. In mindestens einer Ausführungsform kann die in 9B veranschaulichte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in Verbindung mit Hardware der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), Hardware der Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder anderer Hardware, wie etwa feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 ohne Einschränkung den Code- und/oder Datenspeicher 901 und den Code- und/oder Datenspeicher 905, die zum Speichern von Code (z. B. Graphencode), Gewichtungswerten und/oder anderen Informationen, einschließlich Verzerrungswerten, Gradienteninformationen, Momentwerten und/oder anderer Parameter- oder Hyperparameterinformationen, verwendet werden können. In mindestens einer Ausführungsform, die in 9B veranschaulicht ist, ist jeder des Code- und/oder Datenspeichers 901 und des Code- und/oder Datenspeichers 905 mit einer dedizierten Rechenressource, wie etwa der Rechen-Hardware 902 bzw. der Rechen-Hardware 906, assoziiert. In mindestens einer Ausführungsform umfasst jede der Rechen-Hardware 902 und der Rechen-Hardware 906 eine oder mehrere ALUs, die mathematische Funktionen, wie etwa lineare algebraische Funktionen, nur an Informationen durchführen, die in dem Code- und/oder Datenspeicher 901 bzw. dem Code- und/oder Datenspeicher 905 gespeichert sind, wobei das Ergebnis davon in dem Aktivierungsspeicher 920 gespeichert wird. 9B illustrates inference and / or training logic 915 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 include, without limitation, hardware logic in which computing resources are dedicated or otherwise used solely in conjunction with weighting values or other information corresponding to one or more layers of neurons within a neural network. In at least one embodiment, the in 9B illustrated inference and / or training logic 915 can be used in conjunction with an application-specific integrated circuit (ASIC), such as the TensorFlow® Processing Unit from Google, an inference processing unit (IPU) from Graphcore ™ or a processor of the Nervana® type (e.g. "Lake Crest") from Intel Corp. In at least one embodiment, the in 9B illustrated inference and / or training logic 915 used in conjunction with central processing unit (CPU) hardware, graphics processing unit (GPU) hardware, or other hardware such as field programmable gate arrays (FPGAs). In at least one embodiment, the includes inference and / or training logic 915 the code and / or data memory without restriction 901 and the code and / or data memory 905 that can be used to store code (e.g., graph code), weighting values, and / or other information including distortion values, gradient information, instantaneous values, and / or other parameter or hyper-parameter information. In at least one embodiment described in 9B illustrated is each of the code and / or data memory 901 and the code and / or data memory 905 with a dedicated computing resource, such as the computing hardware 902 or the computing hardware 906 , associated. In at least one embodiment, each of the computing hardware includes 902 and the computing hardware 906 one or more ALUs that perform mathematical functions, such as linear algebraic functions, only on information that is in the code and / or data memory 901 or the code and / or data memory 905 are stored, the result of which in the activation memory 920 is saved.
In mindestens einer Ausführungsform entspricht jedes der Code- und/oder Datenspeicher 901 und 905 und der entsprechenden Rechen-Hardware 902 bzw. 906 unterschiedlichen Schichten eines neuronalen Netzes, sodass die resultierende Aktivierung von einem Speicher-/Rechenpaar 901/902 des Code- und/oder Datenspeichers 901 und der Rechen-Hardware 902 als Eingabe einem nächsten Speicher-/Rechenpaar 905/906 des Code- und/oder Datenspeichers 905 und der Rechen-Hardware 906 bereitgestellt wird, um eine konzeptionelle Organisation eines neuronalen Netzes widerzuspiegeln. In mindestens einer Ausführungsform kann jedes der Speicher-/Rechenpaare 901/902 und 905/906 mehr als einer Schicht eines neuronalen Netzes entsprechen. In mindestens einer Ausführungsform können zusätzliche Speicher-/Rechenpaare (nicht gezeigt) im Anschluss an oder parallel zu den Speicher-/Rechenpaaren 901/902 und 905/906 in der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 enthalten sein.In at least one embodiment, each corresponds to the code and / or data stores 901 and 905 and the corresponding computing hardware 902 or. 906 different layers of a neural network, so that the resulting activation of a memory / arithmetic pair 901 / 902 of the code and / or data memory 901 and the computing hardware 902 as input for a next memory / arithmetic pair 905 / 906 of the code and / or data memory 905 and the computing hardware 906 is provided to reflect a conceptual organization of a neural network. In at least one embodiment, each of the memory / compute pairs 901 / 902 and 905 / 906 correspond to more than one layer of a neural network. In at least one embodiment, additional memory / computing pairs (not shown) can follow or parallel to the memory / computing pairs 901 / 902 and 905 / 906 in inference and / or training logic 915 be included.
TRAINING UND EINSATZ VON NEURONALEN NETZENTRAINING AND USE OF NEURAL NETWORKS
10 veranschaulicht das Training und den Einsatz eines tiefen neuronalen Netzes gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform wird das untrainierte neuronale Netz 1006 unter Verwendung eines Trainingsdatensatzes 1002 trainiert. In mindestens einer Ausführungsform ist der Trainingsrahmen 1004 ein PyTorch-Rahmen, wohingegen der Trainingsrahmen 1004 in anderen Ausführungsformen ein TensorFlow-, Boost-, Caffe-, Microsoft-Cognitive-Toolkit/CNTK-, MXNet-, Chainer-, Keras-, Deepleaming4j- oder ein anderer Trainingsrahmen ist. In mindestens einer Ausführungsform trainiert der Trainingsrahmen 1004 ein untrainiertes neuronales Netz 1006 und ermöglicht, dass es unter Verwendung der hierin beschriebenen Verarbeitungsressourcen trainiert wird, um ein trainiertes neuronales Netz 1008 zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können die Gewichtungen zufällig oder durch Vorabtraining unter Verwendung eines Deep-Belief-Netzes gewählt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Training entweder auf überwachte, teilweise überwachte oder nicht überwachte Weise durchgeführt werden. 10 illustrates the training and use of a deep neural network in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, the untrained neural network 1006 using a training data set 1002 trained. In at least one embodiment, the training framework is 1004 a PyTorch frame, whereas the training frame 1004 in other embodiments is a TensorFlow, Boost, Caffe, Microsoft Cognitive Toolkit / CNTK, MXNet, Chainer, Keras, Deepleaming4j or other training framework. In at least one embodiment, the training frame trains 1004 an untrained neural network 1006 and enables it to be trained using the processing resources described herein to be a trained neural network 1008 to create. In at least one embodiment, the weights can be chosen randomly or through pre-training using a deep belief network. In at least one embodiment, training can be performed in either a supervised, partially supervised, or unsupervised manner.
In mindestens einer Ausführungsform wird das untrainierte neuronale Netz 1006 unter Verwendung von überwachtem Lernen trainiert, wobei der Trainingsdatensatz 1002 eine Eingabe beinhaltet, die mit einer gewünschten Ausgabe für eine Eingabe gepaart ist, oder wobei der Trainingsdatensatz 1002 eine Eingabe beinhaltet, die eine bekannte Ausgabe aufweist, und eine Ausgabe des neuronalen Netzes 1006 manuell bewertet wird. In mindestens einer Ausführungsform wird das untrainierte neuronale Netz 1006 auf überwachte Weise trainiert und es verarbeitet Eingaben aus dem Trainingsdatensatz 1002 und vergleicht die resultierenden Ausgaben mit einem Satz von erwarteten oder gewünschten Ausgaben. In mindestens einer Ausführungsform werden Fehler dann durch das untrainierte neuronale Netz 1006 rückpropagiert. In mindestens einer Ausführungsform stellt der Trainingsrahmen 1004 Gewichtungen ein, die das untrainierte neuronale Netz 1006 steuern. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Trainingsrahmen 1004 Werkzeuge, um zu überwachen, wie gut das untrainierte neuronale Netz 1006 zu einem Modell konvergiert, wie etwa dem trainierten neuronalen Netz 1008, das dazu geeignet ist, korrekte Antworten zu erzeugen, wie etwa in dem Ergebnis 1014, die auf Eingabedaten wie etwa einem neuen Datensatz 1012 basieren. In mindestens einer Ausführungsform trainiert der Trainingsrahmen 1004 das untrainierte neuronale Netz 1006 wiederholt, während Gewichtungen eingestellt werden, um eine Ausgabe des untrainierten neuronalen Netzes 1006 unter Verwendung einer Verlustfunktion und eines Einstellungsalgorithmus, wie etwa des stochastischen Gradientenabstiegs, zu verfeinern. In mindestens einer Ausführungsform trainiert der Trainingsrahmen 1004 das untrainierte neuronale Netz 1006, bis das untrainierte neuronale Netz 1006 eine gewünschte Genauigkeit erreicht. In mindestens einer Ausführungsform kann das trainierte neuronale Netz 1008 dann zum Implementieren einer beliebigen Anzahl von Operationen des maschinellen Lernens eingesetzt werden.In at least one embodiment, the untrained neural network 1006 trained using supervised learning, the training data set 1002 includes an input paired with a desired output for an input, or wherein the training data set 1002 includes an input having a known output and an output of the neural network 1006 is assessed manually. In at least one embodiment, the untrained neural network 1006 trained in a monitored manner and it processes inputs from the training data set 1002 and compares the resulting outputs to a set of expected or desired outputs. In at least one embodiment, errors are then caused by the untrained neural network 1006 backpropagated. In at least one embodiment, the training framework provides 1004 Weights that the untrained neural network 1006 steer. In at least one embodiment, the training framework includes 1004 Tools to monitor how well the untrained neural network is doing 1006 converges to a model such as the trained neural network 1008 which is suitable for generating correct answers, such as in the result 1014 based on input data such as a new record 1012 based. In at least one embodiment, the training frame trains 1004 the untrained neural network 1006 repeatedly while adjusting weights to provide an output of the untrained neural network 1006 using a loss function and an adjustment algorithm such as stochastic gradient descent. In at least one embodiment, the training frame trains 1004 the untrained neural network 1006 until the untrained neural network 1006 achieved a desired accuracy. In at least one embodiment, the trained neural network 1008 then used to implement any number of machine learning operations.
In mindestens einer Ausführungsform wird das untrainierte neuronale Netz 1006 unter Verwendung von nicht überwachtem Lernen trainiert, wobei das untrainierte neuronale Netz 1006 versucht, sich selbst unter Verwendung von unbeschrifteten Daten zu trainieren. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Trainingsdatensatz 1002 für nicht überwachtes Lernen Eingabedaten ohne assoziierte Ausgabedaten oder „Ground-Truth“-Daten. In mindestens einer Ausführungsform kann das untrainierte neuronale Netz 1006 Gruppierungen innerhalb des Trainingsdatensatzes 1002 lernen und bestimmen, wie einzelne Eingaben mit dem untrainierten Datensatz 1002 in Bezug stehen. In mindestens einer Ausführungsform kann nicht überwachtes Training verwendet werden, um eine selbstorganisierende Karte in dem trainierten neuronalen Netz 1008 zu erzeugen, die dazu in der Lage ist, Operationen durchzuführen, die beim Reduzieren der Dimensionalität des neuen Datensatzes 1012 nützlich sind. In mindestens einer Ausführungsform kann nicht überwachtes Training auch verwendet werden, um Anomaliedetektion durchzuführen, was die Identifizierung von Datenpunkten in dem neuen Datensatz 1012 ermöglicht, die von normalen Mustern des neuen Datensatzes 1012 abweichen.In at least one embodiment, the untrained neural network 1006 trained using unsupervised learning, the untrained neural network 1006 tries to train itself using unlabeled data. In at least one embodiment, the training data set contains 1002 for unsupervised learning input data without associated output data or “ground truth” data. In at least one embodiment, the untrained neural network 1006 Groupings within the training data set 1002 learn and determine how individual entries work with the untrained data set 1002 related. In at least one embodiment, unsupervised training can be used to create a self-organizing map in the trained neural network 1008 capable of performing operations that reduce the dimensionality of the new data set 1012 are useful. In at least one embodiment, unsupervised training can also be used to perform anomaly detection, which is the identification of data points in the new data set 1012 allows that of normal patterns of the new record 1012 differ.
In mindestens einer Ausführungsform kann halbüberwachtes Lernen verwendet werden, wobei es sich um eine Technik handelt, bei der der Trainingsdatensatz 1002 eine Mischung aus beschrifteten und unbeschrifteten Daten beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann der Trainingsrahmen 1004 verwendet werden, um inkrementelles Lernen durchzuführen, wie etwa durch Transferlerntechniken. In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht das inkrementelle Lernen es dem trainierten neuronalen Netz 1008, sich an den neuen Datensatz 1012 anzupassen, ohne das Wissen zu vergessen, das dem trainierten neuronalen Netz 1008 während des anfänglichen Trainings beigebracht wurde.In at least one embodiment, semi-supervised learning can be used, which is a technique in which the training data set 1002 contains a mixture of labeled and unlabeled data. In at least one embodiment, the training frame 1004 can be used to perform incremental learning, such as through transfer learning techniques. In at least one embodiment, incremental learning enables the trained neural network 1008 to refer to the new record 1012 adapt without forgetting the knowledge that the trained neural network 1008 was taught during initial training.
RECHENZENTRUMDATA CENTER
11 veranschaulicht ein beispielhaftes Rechenzentrum 1100, in dem mindestens eine Ausführungsform verwendet werden kann. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Rechenzentrum 1100 eine Rechenzentrumsinfrastrukturschicht 1110, eine Rahmenschicht 1120, eine Software-Schicht 1130 und eine Anwendungsschicht 1140. 11th illustrates an exemplary data center 1100 , in which at least one embodiment can be used. In at least one embodiment, the data center includes 1100 a data center infrastructure layer 1110 , a frame layer 1120 , a software layer 1130 and an application layer 1140 .
In mindestens einer Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, kann die Rechenzentrumsinfrastrukturschicht 1110 einen Ressourcenorchestrator 1112, gruppierte Rechenressourcen 1114 und Knoten-Rechenressourcen (node computing resources - „Knoten-C.R.s“) 1116(1)-1116(N) beinhalten, wobei „N“ eine positive ganze Zahl darstellt (die eine andere ganze Zahl „N“ sein kann, als in anderen Figuren verwendet). In mindestens einer Ausführungsform können die Knoten-C.R.s 1116(1)-1116(N) eine beliebige Anzahl von zentralen Verarbeitungseinheiten („CPUs“) oder anderen Prozessoren (einschließlich Beschleunigern, feldprogrammierbarer Gate-Arrays (FPGAs), Grafikprozessoren usw.), Speichervorrichtungen 1118(1)-1118(N) (z. B. dynamischer Festwertspeicher, Festkörperspeicher oder Festplattenlaufwerke), Vorrichtungen zur Netz-Eingabe/Ausgabe (network input/output - „NW-E/A“), Netz-Switches, virtuellen Maschinen (virtual machines - „VMs“), Leistungsmodulen und Kühlmodulen usw. beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. In mindestens einer Ausführungsform kann es sich bei einer oder mehreren Knoten-C.R.s aus den Knoten-C.R.s 1116(1)-1116(N) um einen Server handeln, der eine oder mehrere der vorstehend erwähnten Rechenressourcen aufweist.In at least one embodiment, as in 11th shown can be the data center infrastructure layer 1110 a resource orchestrator 1112 , grouped computing resources 1114 and node computing resources ("node CRs") 1116 (1) -1116 (N) where "N" represents a positive integer (which may be a different integer "N" than used in other figures). In at least one embodiment, the node CRs 1116 (1) -1116 (N) any number of central processing units (“CPUs”) or other processors (including accelerators, field programmable gate arrays (FPGAs), graphics processors, etc.), storage devices 1118 (1) -1118 (N) (e.g. dynamic read-only memory, solid-state memory or hard disk drives), devices for network input / output ("NW-I / O"), network switches, virtual machines ("VMs"), Include, but are not limited to, power modules and cooling modules, etc. In at least one Embodiment may be one or more node CRs from the node CRs 1116 (1) -1116 (N) be a server that has one or more of the computing resources mentioned above.
In mindestens einer Ausführungsform können die gruppierten Rechenressourcen 1114 separate Gruppierungen von Knoten-C.R.s beinhalten, die innerhalb eines oder mehrerer Racks (nicht gezeigt) oder vieler Racks untergebracht sind, die in Rechenzentren an verschiedenen geografischen Standorten untergebracht sind (ebenfalls nicht gezeigt). Separate Gruppierungen von Knoten-C.R.s innerhalb der gruppierten Rechenressourcen 1114 können in mindestens einer Ausführungsform gruppierte Rechen-, Netz-, Arbeitsspeicher- oder Datenspeicherressourcen beinhalten, die dazu konfiguriert oder zugewiesen sein können, eine oder mehrere Arbeitslasten zu unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform können mehrere Knoten-C.R.s, die CPUs oder Prozessoren beinhalten, innerhalb eines oder mehrerer Racks gruppiert sein, um Rechenressourcen zum Unterstützen einer oder mehrerer Arbeitslasten bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere Racks auch eine beliebige Anzahl von Leistungsmodulen, Kühlmodulen und Netz-Switches in beliebiger Kombination beinhalten.In at least one embodiment, the grouped computing resources 1114 include separate groupings of Node CRs housed within one or more racks (not shown) or multiple racks housed in data centers in different geographic locations (also not shown). Separate groupings of node CRs within the grouped computing resources 1114 may, in at least one embodiment, include grouped computing, network, memory, or data storage resources that may be configured or assigned to support one or more workloads. In at least one embodiment, multiple node CRs including CPUs or processors may be grouped within one or more racks to provide computing resources to support one or more workloads. In at least one embodiment, one or more racks can also contain any number of power modules, cooling modules and network switches in any combination.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Ressourcenorchestrator 1112 eine oder mehrere Knoten-C.R.s 1116(1)-1116(N) und/oder gruppierte Rechenressourcen 1114 konfigurieren oder anderweitig steuern. In mindestens einer Ausführungsform kann der Ressourcenorchestrator 1112 eine Verwaltungsentität für Softwaregestaltungsinfrastruktur (software design infrastructure - „SDI“) für das Rechenzentrum 1100 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Ressourcenorchestrator 912 Hardware, Software oder eine Kombination davon beinhalten.In at least one embodiment, the resource orchestrator 1112 one or more node CRs 1116 (1) -1116 (N) and / or grouped computing resources 1114 configure or otherwise control. In at least one embodiment, the resource orchestrator 1112 a software design infrastructure ("SDI") management entity for the data center 1100 include. In at least one embodiment, the resource orchestrator 912 Include hardware, software, or a combination thereof.
In mindestens einer Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, beinhaltet die Rahmenschicht 1120 einen Aufgabenplaner 1122, einen Konfigurationsverwalter 1124, einen Ressourcenverwalter 1126 und ein verteiltes Dateisystem 1128. In mindestens einer Ausführungsform kann die Rahmenschicht 1120 einen Rahmen zum Unterstützen von Software 1132 der Software-Schicht 1130 und/oder einer oder mehreren Anwendung(en) 1142 der Anwendungsschicht 1140 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann/können die Software 1132 bzw. die Anwendung(en) 1142 webbasierte Dienst-Software oder -Anwendungen beinhalten, wie etwa diejenigen, die von Amazon Web Services, Google Cloud und Microsoft Azure bereitgestellt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann es sich bei der Rahmenschicht 1120 um eine Art freien und quelloffenen Software-Webanwendungsrahmen wie etwa Apache Spark™ (im Folgenden „Spark“) handeln, der das verteilte Dateisystem 1128 für die Verarbeitung großer Datenmengen (z. B. „Big Data“) verwenden kann, ohne darauf beschränkt zu sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Aufgabenplaner 1132 einen Spark-Treiber beinhalten, um die Planung von Arbeitslasten zu erleichtern, die durch verschiedene Schichten des Rechenzentrums 1100 unterstützt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Konfigurationsverwalter 1124 dazu in der Lage sein, unterschiedliche Schichten, wie etwa die Software-Schicht 1130 und die Rahmenschicht 1120, einschließlich Spark und des verteilten Dateisystems 1128, zu konfigurieren, um die Verarbeitung großer Datenmengen zu unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Ressourcenverwalter 1126 dazu in der Lage sein, geclusterte oder gruppierte Rechenressourcen zu verwalten, die zur Unterstützung des verteilten Dateisystems 1128 und des Aufgabenplaners 1122 abgebildet oder zugewiesen sind. In mindestens einer Ausführungsform können geclusterte oder gruppierte Rechenressourcen gruppierte Rechenressourcen 1114 in der Rechenzentrumsinfrastrukturschicht 1110 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann sich der Ressourcenverwalter 1126 mit dem Ressourcenorchestrator 1112 koordinieren, um diese abgebildeten oder zugewiesenen Rechenressourcen zu verwalten.In at least one embodiment, as in 11th shown includes the frame layer 1120 a task planner 1122 , a configuration manager 1124 , a resource manager 1126 and a distributed file system 1128 . In at least one embodiment, the frame layer 1120 a framework for supporting software 1132 the software layer 1130 and / or one or more application (s) 1142 the application layer 1140 include. In at least one embodiment, the software 1132 or the application (s) 1142 include web-based service software or applications, such as those provided by Amazon Web Services, Google Cloud, and Microsoft Azure. In at least one embodiment, it can be the frame layer 1120 Be a kind of free and open source software web application framework such as Apache Spark ™ (hereafter “Spark”), which is the distributed file system 1128 for processing large amounts of data (e.g. "Big Data"), without being limited to it. In at least one embodiment, the task scheduler can 1132 Include a Spark driver to facilitate the planning of workloads that move through different tiers of the data center 1100 get supported. In at least one embodiment, the configuration manager 1124 be able to do this with different layers, such as the software layer 1130 and the frame layer 1120 , including Spark and the distributed file system 1128 , to be configured to support the processing of large amounts of data. In at least one embodiment, the resource manager 1126 be able to manage clustered or grouped computing resources that support the distributed file system 1128 and the scheduler 1122 mapped or assigned. In at least one embodiment, clustered or grouped computing resources can be grouped computing resources 1114 in the data center infrastructure layer 1110 include. In at least one embodiment, the resource manager can 1126 with the resource orchestrator 1112 coordinate to manage these mapped or assigned computing resources.
In mindestens einer Ausführungsform kann die in der Software-Schicht 1130 enthaltene Software 1132 Software beinhalten, die mindestens durch Abschnitte der Knoten-C.R.s 1116(1)-1116(N), der gruppierten Rechenressourcen 1114 und/oder des verteilten Dateisystems 1128 der Rahmenschicht 1120 verwendet wird. Zu einem oder mehreren Typen von Software können in mindestens einer Ausführungsform Software zum Durchsuchen von Internet-Webseiten, Software zum Scannen von E-Mails auf Viren, Datenbank-Software und Software für Streaming-Videoinhalte gehören, ohne darauf beschränkt zu sein.In at least one embodiment, the software layer 1130 included software 1132 Include software that runs through at least sections of the Node CRs 1116 (1) -1116 (N) , the grouped computing resources 1114 and / or the distributed file system 1128 the frame layer 1120 is used. One or more types of software, in at least one embodiment, may include, but are not limited to, software for browsing Internet web pages, software for scanning emails for viruses, database software, and software for streaming video content.
In mindestens einer Ausführungsform können die in der Anwendungsschicht 1140 enthaltenen Anwendung(en) 1142 einen oder mehrere Typen von Anwendungen beinhalten, die mindestens durch Abschnitte der Knoten-C.R.s 1116(1)-1116(N), der gruppierten Rechenressourcen 1114 und/oder des verteilten Dateisystems 1128 der Rahmenschicht 1120 verwendet werden. Zu einem oder mehreren Typen von Anwendungen können in mindestens einer Ausführungsform eine beliebige Anzahl von einer Genomikanwendung, einer Anwendung zur kognitiven Berechnung und einer Anwendung für maschinelles Lernen gehören, einschließlich Trainings- oder Inferenz-Software, Rahmen-Software für maschinelles Lernen (z. B. PyTorch, TensorFlow, Caffe usw.) oder anderer Anwendungen für maschinelles Lernen, die in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet werden, ohne darauf beschränkt zu sein.In at least one embodiment, those in the application layer 1140 contained application (s) 1142 involve one or more types of applications, at least through portions of the node CRs 1116 (1) -1116 (N) , the grouped computing resources 1114 and / or the distributed file system 1128 the frame layer 1120 be used. One or more types of applications may, in at least one embodiment, include any number of a genomics application, a cognitive computation application, and a machine learning application, including training or inference software, machine learning framework software (e.g. . PyTorch, TensorFlow, Caffe etc.) or other machine learning applications used in conjunction with, but not limited to, one or more embodiments.
In mindestens einer Ausführungsform können beliebige des Konfigurationsverwalters 1124, des Ressourcenverwalters 1126 und des Ressourcenorchestrators 1112 eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von selbstmodifizierenden Handlungen implementieren, die auf einer beliebigen Menge und einem beliebigen Typ von Daten basieren, die auf eine beliebige technisch machbare Weise erfasst wurden. In mindestens einer Ausführungsform können selbstmodifizierende Handlungen einen Rechenzentrumsbetreiber des Rechenzentrums 1100 dahingehend entlasten, möglicherweise schlechte Konfigurationsentscheidungen zu treffen und möglicherweise nicht ausgelastete und/oder schlecht funktionierende Abschnitte eines Rechenzentrums zu vermeiden.In at least one embodiment, any of the configuration manager 1124 , the resource manager 1126 and the resource orchestrator 1112 implement any number and type of self-modifying acts based on any amount and type of data collected in any technically feasible manner. In at least one embodiment, self-modifying actions can allow a data center operator of the data center 1100 Relieve the burden of making potentially poor configuration decisions and avoiding potentially underutilized and / or malfunctioning sections of a data center.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Rechenzentrum 1100 Werkzeuge, Dienste, Software oder andere Ressourcen beinhalten, um ein oder mehrere Modelle für maschinelles Lernen zu trainieren oder Informationen unter Verwendung eines oder mehrerer Modelle für maschinelles Lernen gemäß einer oder mehrerer hierin beschriebener Ausführungsformen vorherzusagen oder zu inferenzieren. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform ein Modell für maschinelles Lernen trainiert werden, indem Gewichtungsparameter gemäß einer Architektur eines neuronalen Netzes unter Verwendung von Software und Rechenressourcen berechnet werden, die vorstehend in Bezug auf das Rechenzentrum 1100 beschrieben sind. In mindestens einer Ausführungsform können trainierte Modelle für maschinelles Lernen, die einem oder mehreren neuronalen Netzen entsprechen, verwendet werden, um Informationen unter Verwendung der vorstehend in Bezug auf das Rechenzentrum 1100 beschriebenen Ressourcen zu inferenzieren oder vorherzusagen, indem Gewichtungsparameter verwendet werden, die durch eine oder mehrere hierin beschriebene Trainingstechniken berechnet werden.In at least one embodiment, the data center 1100 Include tools, services, software, or other resources to train one or more machine learning models or to predict or inference information using one or more machine learning models in accordance with one or more embodiments described herein. For example, in at least one embodiment, a machine learning model may be trained by calculating weighting parameters according to a neural network architecture using software and computing resources described above with respect to the data center 1100 are described. In at least one embodiment, trained machine learning models corresponding to one or more neural networks may be used to compute information using the information provided above with respect to the data center 1100 inferring or predicting the resources described using weighting parameters calculated by one or more training techniques described herein.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Rechenzentrum CPUs, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), GPUs, FPGAs oder andere Hardware verwenden, um Training und/oder Inferenzieren unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Ressourcen durchzuführen. Darüber hinaus können eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen Software- und/oder Hardware-Ressourcen als Dienst konfiguriert sein, um Benutzern das Trainieren oder Durchführen des Inferenzierens von Informationen zu ermöglichen, wie etwa Bilderkennung, Spracherkennung oder andere Dienste der künstlichen Intelligenz.In at least one embodiment, the data center can use CPUs, application specific integrated circuits (ASICs), GPUs, FPGAs, or other hardware to perform training and / or inferencing using the resources described above. In addition, one or more of the software and / or hardware resources described above can be configured as a service to enable users to train or perform inferencing information, such as image recognition, speech recognition or other artificial intelligence services.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 11 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 11th can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
AUTONOMES FAHRZEUGAUTONOMOUS VEHICLE
12A veranschaulicht ein beispielhaftes autonomes Fahrzeug 1200 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das autonome Fahrzeug 1200 (hierin alternativ als „Fahrzeug 1200“ bezeichnet) ohne Einschränkung ein Personenkraftwagen sein, wie etwa ein Auto, ein Truck, ein Bus und/oder ein anderer Fahrzeugtyp, der einen oder mehrere Fahrgäste aufnimmt. In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ein Sattelschlepper sein, der zum Befördern von Fracht verwendet wird. In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ein Flugzeug, ein Roboterfahrzeug oder eine andere Art von Fahrzeug sein. 12A illustrates an exemplary autonomous vehicle 1200 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the autonomous vehicle can 1200 (here alternatively as “vehicle 1200 “Referred to) be, without limitation, a passenger vehicle, such as a car, truck, bus and / or other type of vehicle that carries one or more passengers. In at least one embodiment, the vehicle can 1200 be a semi-trailer truck used to move cargo. In at least one embodiment, the vehicle can 1200 be an airplane, robotic vehicle, or other type of vehicle.
Autonome Fahrzeuge können im Hinblick auf Automatisierungslevels beschrieben werden, die von der National Highway Traffic Safety Administration („NHTSA“), einer Abteilung des US-Verkehrsministeriums, und der Society of Automotive Engineers („SAE“) „Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles“ (z. B. Standard Nr. J3016-201806, veröffentlicht am 15. Juni 2018, Standard Nr. J3016-201609, veröffentlicht am 30. September 2016, sowie frühere und zukünftige Versionen dieses Standards) definiert sind. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Fahrzeug 1200 zu einer Funktionalität gemäß einem oder mehreren von Level 1 bis einschließlich Level 5 der Levels für autonomes Fahren in der Lage sein. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform das Fahrzeug 1200 in Abhängigkeit von der Ausführungsform zu einer bedingten Automatisierung (Level 3), einer hohen Automatisierung (Level 4) und/oder einer vollständigen Automatisierung (Level 5) in der Lage sein.Autonomous vehicles can be described in terms of automation levels supported by the National Highway Traffic Safety Administration ("NHTSA"), a division of the US Department of Transportation, and the Society of Automotive Engineers ("SAE") "Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles" (e.g. B. Standard No. J3016-201806, published June 15, 2018, Standard No. J3016-201609, published September 30, 2016, and previous and future versions of this standard) are defined. In one or more embodiments, the vehicle may 1200 be able to a functionality according to one or more of level 1 up to and including level 5 of the levels for autonomous driving. For example, in at least one embodiment, the vehicle 1200 Depending on the embodiment, a conditional automation (level 3), a high level of automation (level 4) and / or a complete automation (level 5) be able.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ohne Einschränkung Komponenten wie etwa ein Fahrgestell, eine Fahrzeugkarosserie, Räder (z. B. 2, 4, 6, 8, 18 usw.), Reifen, Achsen und andere Komponenten eines Fahrzeugs beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ohne Einschränkung ein Antriebssystem 1250 beinhalten, wie etwa eine Brennkraftmaschine, ein Hybridelektrotriebwerk, einen vollelektrischen Motor und/oder einen anderen Typ von Antriebssystem. In mindestens einer Ausführungsform kann das Antriebssystem 1250 mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs 1200 verbunden sein, der ohne Einschränkung ein Getriebe beinhalten kann, um den Antrieb des Fahrzeugs 1200 zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Antriebssystem 1250 als Reaktion auf das Empfangen von Signalen von einer Drossel/Fahrpedal(en) 1252 gesteuert werden.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 include, without limitation, components such as a chassis, vehicle body, wheels (e.g., 2, 4, 6, 8, 18, etc.), tires, axles, and other components of a vehicle. In at least one embodiment, the vehicle can 1200 a drive system without restriction 1250 include, such as an internal combustion engine, a hybrid electric engine, an all-electric motor, and / or some other type of propulsion system. In at least one embodiment, the drive system 1250 with a drive train of the vehicle 1200 be connected, which may include a transmission without restriction to drive the vehicle 1200 to enable. In at least one embodiment, the drive system 1250 in response to receiving signals from a throttle / accelerator pedal (s) 1252 being controlled.
In mindestens einer Ausführungsform wird ein Lenksystem 1254, das ohne Einschränkung ein Lenkrad beinhalten kann, verwendet, um das Fahrzeug 1200 zu lenken (z. B. entlang eines gewünschten Pfads oder einer gewünschten Route), wenn das Antriebssystem 1250 in Betrieb ist (z. B., wenn das Fahrzeug 1200 in Bewegung ist). In mindestens einer Ausführungsform kann das Lenksystem 1254 Signale von Lenkaktor(en) 1256 empfangen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Lenkrad für die Funktionalität einer vollständigen Automatisierung (Level 5) optional sein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Bremssensorsystem 1246 verwendet werden, um Fahrzeugbremsen als Reaktion auf das Empfangen von Signalen von Bremsaktor(en) 1248 und/oder Bremssensoren zu betreiben.In at least one embodiment, a steering system 1254 , which may include a steering wheel, without limitation, used to drive the vehicle 1200 to steer (e.g., along a desired path or route) when the propulsion system 1250 is in operation (e.g. when the vehicle 1200 is in motion). In at least one embodiment, the steering system 1254 Signals from steering actuator (s) 1256 receive. In at least one embodiment, a steering wheel can be optional for the functionality of full automation (level 5). In at least one embodiment, a brake sensor system 1246 used to apply vehicle brakes in response to receiving signals from brake actuator (s) 1248 and / or operate brake sensors.
In mindestens einer Ausführungsform stellen Steuerung(en) 1236, die ohne Einschränkung ein oder mehrere Systeme auf einem Chip (system on chips - „SoCs“) (in 12A nicht gezeigt) und/oder Grafikverarbeitungseinheit(en) („GPU(s)“) beinhalten können, einer/einem oder mehreren Komponenten und/oder Systemen des Fahrzeugs 1200 Signale (die z. B. für Befehle repräsentativ sind) bereit. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die Steuerung(en) 1236 Signale zum Betreiben von Fahrzeugbremsen über die Bremsaktor(en) 1248, zum Betreiben des Lenksystems 1254 über die Lenkaktor(en) 1256, zum Betreiben des Antriebssystems 1250 über die Drossel/Fahrpedal(e) 1252 senden. In mindestens einer Ausführungsform können die Steuerung(en) 1236 eine oder mehrere bordeigene (z. B. integrierte) Rechenvorrichtungen beinhalten, die Sensorsignale verarbeiten und Betriebsbefehle ausgeben (z. B. Signale, die Befehle darstellen), um autonomes Fahren zu ermöglichen und/oder einen menschlichen Fahrer beim Fahren des Fahrzeugs 1200 zu unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform können die Steuerung(en) 1236 eine erste Steuerung für Funktionen des autonomen Fahrens, eine zweite Steuerung für funktionelle Sicherheitsfunktionen, eine dritte Steuerung für eine Funktionalität der künstlichen Intelligenz (z. B. maschinelles Sehen), eine vierte Steuerung für eine Infotainment-Funktionalität, eine fünfte Steuerung für Redundanz in Notfällen und/oder andere Steuerungen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann eine einzelne Steuerung zwei oder mehr der vorstehenden Funktionalitäten handhaben, können zwei oder mehr Steuerungen eine einzelne Funktionalität handhaben und/oder eine beliebige Kombination davon.In at least one embodiment, control (s) 1236 that can have one or more systems on a chip (system on chips - "SoCs") (in 12A not shown) and / or graphics processing unit (s) (“GPU (s)”) may include one / one or more components and / or systems of the vehicle 1200 Signals (e.g. representative of commands) ready. For example, in at least one embodiment, the controller (s) 1236 Signals for operating vehicle brakes via the brake actuator (s) 1248 to operate the steering system 1254 via the steering actuator (s) 1256 , for operating the drive system 1250 via the throttle / accelerator pedal (s) 1252 send. In at least one embodiment, the controller (s) 1236 include one or more on-board (e.g., integrated) computing devices that process sensor signals and issue operating commands (e.g., signals representing commands) to enable autonomous driving and / or a human driver driving the vehicle 1200 to support. In at least one embodiment, the controller (s) 1236 a first controller for autonomous driving functions, a second controller for functional safety functions, a third controller for artificial intelligence functionality (e.g. machine vision), a fourth controller for infotainment functionality, a fifth controller for redundancy in emergencies and / or other controls. In at least one embodiment, a single controller can handle two or more of the above functionalities, two or more controllers can handle a single functionality, and / or any combination thereof.
In mindestens einer Ausführungsform stellen die Steuerung(en) 1236 Signale zum Steuern einer/eines oder mehrerer Komponenten und/oder Systeme des Fahrzeugs 1200 als Reaktion auf Sensordaten bereit, die von einem oder mehreren Sensoren empfangen werden (z. B. Sensoreingaben). In mindestens einer Ausführungsform können Sensordaten zum Beispiel und ohne Einschränkung empfangen werden von Sensor(en) 1258 von globalen Navigationssatellitensystemen (global navigation satellite systems - „GNSS“) (z. B. Sensor(en) des globalen Positionsbestimmungssystems), RADAR-Sensor(en) 1260, Ultraschallsensor(en) 1262, LIDAR-Sensor(en) 1264, Sensor(en) 1266 einer Trägheitsmesseinheit (inertial measurement unit - „IMU“) (z. B. Beschleunigungsmesser(n), Gyroskop(en), einem Magnetkompass oder Magnetkompassen, Magnetometer(n) usw.), Mikrofon(en) 1296, Stereokamera(s) 1268, Weitsichtkamera(s) 1270 (z. B. Fischaugenkameras), Infrarotkamera(s) 1272, Rundumkamera(s) 1274 (z. B. 360-Grad-Kameras), Langstreckenkameras (in 12A nicht gezeigt), Mittelstreckenkamera(s) (in 12A nicht gezeigt), Geschwindigkeitssensor(en) 1244 (z. B. zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1200), Schwingungssensor(en) 1242, Lenksensor(en) 1240, Bremssensor(en) (z. B. als Teil des Bremssensorsystems 1246) und/oder anderen Sensortypen.In at least one embodiment, the controller (s) 1236 Signals for controlling one / one or more components and / or systems of the vehicle 1200 ready in response to sensor data received from one or more sensors (e.g., sensor inputs). In at least one embodiment, sensor data can be received, for example and without limitation, from sensor (s) 1258 of global navigation satellite systems ("GNSS") (e.g. sensor (s) of the global positioning system), RADAR sensor (s) 1260 , Ultrasonic sensor (s) 1262 , LIDAR sensor (s) 1264 , Sensor (s) 1266 an inertial measurement unit ("IMU") (e.g. accelerometer (s), gyroscope (s), a magnetic compass or magnetic compasses, magnetometer (s) etc.), microphone (s) 1296 , Stereo camera (s) 1268 , Foresight camera (s) 1270 (e.g. fisheye cameras), infrared camera (s) 1272 , All-round camera (s) 1274 (e.g. 360-degree cameras), long-range cameras (in 12A not shown), medium-range camera (s) (in 12A not shown), speed sensor (s) 1244 (e.g. to measure the speed of the vehicle 1200 ), Vibration sensor (s) 1242 , Steering sensor (s) 1240 , Brake sensor (s) (e.g. as part of the brake sensor system 1246 ) and / or other types of sensors.
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der Steuerung(en) 1236 Eingaben (z. B. durch Eingabedaten dargestellt) von einem Kombiinstrument 1232 des Fahrzeugs 1200 empfangen und Ausgaben (z. B. durch Ausgabedaten, Anzeigedaten usw. dargestellt) über eine Anzeige 1234 einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human-machine interface - „HMI“), einen akustischen Melder, einen Lautsprecher und/oder über andere Komponenten des Fahrzeugs 1200 bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform können Ausgaben Informationen wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, Drehzahl, Zeit, Kartendaten (z. B. eine hochauflösende Karte (in 12A nicht gezeigt), Standortdaten (z. B. den Standort des Fahrzeugs 1200, wie etwa auf einer Karte), Richtung, Standort anderer Fahrzeuge (z. B. ein Belegungsgitter), Informationen über Objekte und den Status von Objekten, wie durch die Steuerung(en) 1236 wahrgenommen, usw. beinhalten. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform die HMI-Anzeige 1234 Informationen über das Vorhandensein eines oder mehrerer Objekte (z. B. eines Straßenschilds, eines Warnschilds, einer umschaltenden Ampel usw.) und/oder Informationen über Fahrmanöver anzeigen, die das Fahrzeug durchgeführt hat, gerade durchführt oder durchführen wird (z. B. jetzt die Spur wechseln, in zwei Meilen die Ausfahrt 34B nehmen usw.).In at least one embodiment, one or more of the controller (s) 1236 Inputs (e.g. represented by input data) from an instrument cluster 1232 of the vehicle 1200 receive and outputs (e.g. represented by output data, display data, etc.) via a display 1234 a human-machine interface ("HMI"), an acoustic alarm, a loudspeaker and / or via other components of the vehicle 1200 provide. In at least one embodiment, outputs can include information such as vehicle speed, engine speed, time, map data (e.g. a high-resolution map (in 12A not shown), location data (e.g. the location of the vehicle 1200 such as on a map), direction, location of other vehicles (e.g. an occupancy grid), information about objects and the status of objects, as provided by the control (s) 1236 perceived, etc. include. To the For example, in at least one embodiment, the HMI display 1234 Display information about the presence of one or more objects (e.g. a street sign, a warning sign, a switching traffic light, etc.) and / or information about driving maneuvers that the vehicle has performed, is currently performing or is about to perform (e.g. now Change lanes, the exit in two miles 34B take etc.).
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug 1200 ferner eine Netzschnittstelle 1224, die drahtlose Antenne(n) 1226 und/oder Modem(s) zum Kommunizieren über ein oder mehrere Netze verwenden kann. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform die Netzschnittstelle 1224 dazu in der Lage sein, über Netze mit Long-Term Evolution („LTE“), Breitband-Codemultiplexverfahren (Wideband Code Division Multiple Access - „WCDMA“), Universal Mobile Telecommunications System („UMTS“), Global System for Mobile Communication („GSM“), IMT-CDMA Multi-Carrier („CDMA2000“) usw. zu kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform können die drahtlose(n) Antenne(n) 1226 auch Kommunikation zwischen Objekten in der Umgebung (z. B. Fahrzeugen, mobilen Vorrichtungen usw.) unter Verwendung von lokalen Netz(en), wie etwa Bluetooth, Bluetooth Low Energy („LE“), Z-Wave, ZigBee usw., und/oder Weitverkehrsnetz(en) mit geringem Leistungsverbrauch (low power wide-area networks - „LPWANs“), wie etwa LoRaWAN-Protokollen, SigFox-Protokollen usw., ermöglichen.In at least one embodiment, the vehicle includes 1200 also a network interface 1224 , the wireless antenna 1226 and / or modem (s) to communicate over one or more networks. For example, in at least one embodiment, the network interface 1224 be able to do so via networks with Long-Term Evolution ("LTE"), broadband code division multiple access ("WCDMA"), Universal Mobile Telecommunications System ("UMTS"), Global System for Mobile Communication ( "GSM"), IMT-CDMA Multi-Carrier ("CDMA2000") etc. to communicate. In at least one embodiment, the wireless antenna (s) can 1226 also communication between objects in the vicinity (e.g. vehicles, mobile devices, etc.) using local area network (s) such as Bluetooth, Bluetooth Low Energy (“LE”), Z-Wave, ZigBee, etc., and / or wide-area network (s) with low power consumption (low power wide-area networks - “LPWANs”), such as LoRaWAN protocols, SigFox protocols, etc.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 12A für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 12A can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
12B veranschaulicht ein Beispiel für Kamerastandorte und Sichtfelder für das autonome Fahrzeug 1200 aus 12A gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform stellen die Kameras und die jeweiligen Sichtfelder eine beispielhafte Ausführungsform dar und sie sollen nicht einschränkend sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform zusätzliche und/oder alternative Kameras enthalten sein und/oder die Kameras können sich an unterschiedlichen Stellen an dem Fahrzeug 1200 befinden. 12B illustrates an example of camera locations and fields of view for the autonomous vehicle 1200 out 12A according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the cameras and the respective fields of view represent an exemplary embodiment and they are not intended to be limiting. For example, in at least one embodiment, additional and / or alternative cameras can be included and / or the cameras can be at different locations on the vehicle 1200 condition.
In mindestens einer Ausführungsform können Kameratypen für Kameras Digitalkameras beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, die zur Verwendung mit Komponenten und/oder Systemen des Fahrzeugs 1200 ausgelegt sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Kamera(s) mit dem Automobilsicherheitsintegritätslevel (automotive safety integrity level - „ASIL“) B und/oder mit einem anderen ASIL betrieben werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Kameratypen in Abhängigkeit von der Ausführungsform zu einer beliebigen Bildaufnahmerate in der Lage sein, wie etwa 60 Einzelbilder pro Sekunde (frames per second - fps), 1220 fps, 240 fps usw. In mindestens einer Ausführungsform können Kameras dazu in der Lage sein, Rollblendenverschlüsse, globale Blendenverschlüsse, einen anderen Typ von Blendenverschluss oder eine Kombination davon zu verwenden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Farbfilterarray ein Red-Clear-Clear-Clear-(„RCCC“-)Farbfilterarray, ein Red-Clear-Clear-Blue-(„RCCB“-)Farbfilterarray, ein Red-Blue-Green-Clear-(„RBGC“-)Farbfilterarray, ein Foveon-X3-Farbfilterarray, ein Bayer-Sensoren-(„RGGB“-)Farbfilterarray, ein Monochromsensor-Farbfilterarray und/oder einen anderen Typ von Farbfilterarray beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Klarpixelkameras, wie etwa Kameras mit einem RCCC-, einem RCCB- und/oder einem RBGC-Farbfilterarray, in einem Bestreben zum Erhöhen der Lichtempfindlichkeit verwendet werden.In at least one embodiment, camera types for cameras may include, but are not limited to, digital cameras for use with components and / or systems of the vehicle 1200 are designed. In at least one embodiment, the camera (s) can be operated with the automotive safety integrity level (“ASIL”) B and / or with a different ASIL. In at least one embodiment, depending on the embodiment, the camera types can be capable of any image recording rate, such as 60 frames per second (fps), 1220 fps, 240 fps, etc. In at least one embodiment, cameras may be able to use rolling shutters, global shutters, some other type of shutter, or a combination thereof. In at least one embodiment, the color filter array may be a Red-Clear-Clear-Clear (“RCCC”) color filter array, a Red-Clear-Clear-Blue (“RCCB”) color filter array, a Red-Blue-Green-Clear- ("RBGC") color filter array, a Foveon X3 color filter array, a Bayer sensor ("RGGB") color filter array, a monochrome sensor color filter array, and / or another type of color filter array. In at least one embodiment, clear pixel cameras, such as cameras with an RCCC, an RCCB, and / or an RBGC color filter array, can be used in an effort to increase photosensitivity.
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der Kamera(s) verwendet werden, um Funktionen der weiterentwickelten Fahrerassistenzsysteme (advanced driver assistance systems - „ADAS“) durchzuführen (z. B. als Teil einer redundanten oder ausfallsicheren Ausgestaltung). Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform eine Multifunktions-Monokamera installiert sein, um Funktionen bereitzustellen, die Spurverlassenswarnung, Verkehrszeichenassistent und intelligente Scheinwerfersteuerung beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der Kamera(s) (z. B. alle Kameras) simultan Bilddaten (z. B. Video) aufnehmen und bereitstellen.In at least one embodiment, one or more of the camera (s) can be used to perform functions of the advanced driver assistance systems (“ADAS”) (e.g. as part of a redundant or fail-safe configuration). For example, in at least one embodiment, a multifunction mono camera can be installed to provide functions that include lane departure warning, traffic sign assist and intelligent headlight control. In at least one embodiment, one or more of the camera (s) (e.g. all cameras) can simultaneously record and provide image data (e.g. video).
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere Kameras in einer Montagebaugruppe, wie etwa einer kundenspezifisch entworfenen (dreidimensional („3D“) gedruckten) Baugruppe, montiert sein, um Streulicht und Reflexionen aus dem Inneren des Fahrzeugs 1200 (z. B. Reflexionen von dem Armaturenbrett, die in den Windschutzscheibenspiegeln reflektiert werden) herauszuschneiden, die die Bilddatenerfassungsfähigkeiten der Kameras beeinträchtigen können. Unter Bezugnahme auf Seitenspiegelmontagebaugruppen können in mindestens einer Ausführungsform die Seitenspiegelbaugruppen kundenspezifisch 3D-gedruckt werden, sodass eine Kameramontageplatte mit einer Form eines Seitenspiegels übereinstimmt. In mindestens einer Ausführungsform können die Kamera(s) in Seitenspiegel integriert sein. In mindestens einer Ausführungsform können bei Seitensichtkameras die Kamera(s) auch innerhalb von vier Säulen an jeder Ecke einer Kabine integriert sein.In at least one embodiment, one or more cameras may be mounted in a mounting assembly, such as a custom designed (three-dimensional (“3D”) printed) assembly, to isolate stray light and reflections from the interior of the vehicle 1200 (e.g. reflections from the dashboard that are reflected in the windshield mirrors) cut out the Can affect the image data acquisition capabilities of the cameras. With reference to side mirror mounting assemblies, in at least one embodiment, the side mirror assemblies can be custom 3D printed so that a camera mounting plate conforms to a shape of a side mirror. In at least one embodiment, the camera (s) can be integrated in side mirrors. In at least one embodiment, in the case of side view cameras, the camera (s) can also be integrated within four columns at each corner of a cabin.
In mindestens einer Ausführungsform können Kameras mit einem Sichtfeld, das Abschnitte einer Umgebung vor dem Fahrzeug 1200 beinhaltet (z. B. nach vorn gerichtete Kameras), für die Rundumsicht verwendet werden, um dabei zu helfen, nach vorn gerichtete Pfade und Hindernisse zu identifizieren, sowie mithilfe einer oder mehrerer Steuerung(en) 1236 und/oder Steuer-SoCs beim Bereitstellen von Informationen zu helfen, die zum Erzeugen eines Belegungsgitters und/oder Bestimmen bevorzugter Fahrzeugpfade entscheidend sind. In mindestens einer Ausführungsform können nach vorn gerichtete Kameras verwendet werden, um viele ähnliche ADAS-Funktionen wie LIDAR durchzuführen, einschließlich ohne Einschränkung Notbremsung, Fußgängerdetektion und Kollisionsvermeidung. In mindestens einer Ausführungsform können nach vorn gerichtete Kameras auch für ADAS-Funktionen und -Systeme verwendet werden, einschließlich ohne Einschränkung Spurverlassenswarnungen (Lane Departure Warnings - „LDW“), autonomer Geschwindigkeitssteuerung (Autonomous Cruise Control - „ACC“) und/oder anderer Funktionen wie etwa Verkehrszeichenerkennung.In at least one embodiment, cameras can have a field of view that covers sections of an area in front of the vehicle 1200 includes (e.g., forward-facing cameras) that use all-round visibility to help identify forward-facing paths and obstacles, and one or more controls 1236 and / or to help control SoCs provide information that is critical to generating an occupancy grid and / or determining preferred vehicle paths. In at least one embodiment, front-facing cameras can be used to perform many similar ADAS functions as LIDAR, including, without limitation, emergency braking, pedestrian detection, and collision avoidance. In at least one embodiment, forward facing cameras can also be used for ADAS functions and systems including, without limitation, lane departure warnings ("LDW"), autonomous cruise control ("ACC"), and / or other functions such as traffic sign recognition.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Vielfalt an Kameras in einer nach vorn gerichteten Konfiguration verwendet werden, einschließlich zum Beispiel einer monokularen Kameraplattform, die einen Farbbildsensor mit CMOS („complementary metal oxide semiconductor“ - komplementärer Metalloxid-Halbleiter) beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Weitsichtkamera 1270 verwendet werden, um Objekte wahrzunehmen, die aus einer Peripherie ins Blickfeld kommen (z. B. Fußgänger, kreuzender Verkehr oder Fahrräder). Obwohl in 12B nur eine Weitsichtkamera 1270 veranschaulicht ist, kann in anderen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl (einschließlich null) von Weitsichtkameras an dem Fahrzeug 1200 vorhanden sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von Langstreckenkamera(s) 1298 (z. B. ein Weitsichtstereokamerapaar) zur tiefenbasierten Objektdetektion verwendet werden, insbesondere für Objekte, für die ein neuronales Netz noch nicht trainiert worden ist. In mindestens einer Ausführungsform können die Langstreckenkamera(s) 1298 auch zur Objektdetektion und -klassifizierung sowie zur grundlegenden Objektverfolgung verwendet werden.In at least one embodiment, a variety of cameras may be used in a front-facing configuration, including, for example, a monocular camera platform that includes a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) color image sensor. In at least one embodiment, a foresight camera 1270 can be used to perceive objects that come into view from a periphery (e.g. pedestrians, crossing traffic or bicycles). Although in 12B just a foresight camera 1270 As illustrated, in other embodiments, any number (including zero) of foresight cameras on the vehicle 1200 to be available. In at least one embodiment, any number of long-range camera (s) 1298 (e.g. a pair of far-sighted stereo cameras) can be used for depth-based object detection, in particular for objects for which a neural network has not yet been trained. In at least one embodiment, the long-range camera (s) can 1298 can also be used for object detection and classification as well as basic object tracking.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl der Stereokamera(s) 1268 auch in einer nach vorn gerichteten Konfiguration enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der Stereokamera(s) 1268 eine integrierte Steuereinheit beinhalten, die eine skalierbare Verarbeitungseinheit umfasst, die eine programmierbare Logik („FPGA“) und einen Mehrkern-Mikroprozessor mit einer integrierten Schnittstelle für ein Controller Area Network („CAN“) oder Ethernet auf einem einzelnen Chip bereitstellen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann eine derartige Einheit verwendet werden, um eine 3D-Karte einer Umgebung des Fahrzeugs 1200 zu erzeugen, einschließlich einer Abstandsschätzung für alle Punkte in einem Bild. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der Stereokamera(s) 1268 ohne Einschränkung kompakte(n) Stereosichtsensor(en) beinhalten, die ohne Einschränkung zwei Kameraobjektive (je eines links und rechts) und einen Bildverarbeitungschip beinhalten können, die den Abstand von dem Fahrzeug 1200 zu einem Zielobjekt messen und die erzeugten Informationen (z. B. Metadaten) verwenden können, um autonome Notbrems- und Spurverlassenswarnfunktionen zu aktivieren. In mindestens einer Ausführungsform können andere Typen von Stereokamera(s) 1268 zusätzlich oder alternativ zu den hierin beschriebenen verwendet werden.In at least one embodiment, any number of the stereo camera (s) 1268 also be included in a forward-facing configuration. In at least one embodiment, one or more of the stereo camera (s) 1268 Include an integrated control unit that includes a scalable processing unit that can provide programmable logic (“FPGA”) and a multi-core microprocessor with an integrated interface for a controller area network (“CAN”) or Ethernet on a single chip. In at least one embodiment, such a unit can be used to create a 3D map of the surroundings of the vehicle 1200 including a distance estimate for all points in an image. In at least one embodiment, one or more of the stereo camera (s) 1268 Contain, without restriction, compact stereo vision sensor (s) that can contain, without restriction, two camera lenses (one each left and right) and an image processing chip that can determine the distance from the vehicle 1200 measure to a target object and use the generated information (e.g. metadata) to activate autonomous emergency braking and lane departure warning functions. In at least one embodiment, other types of stereo camera (s) 1268 can be used in addition or as an alternative to those described herein.
In mindestens einer Ausführungsform können Kameras mit einem Sichtfeld, das Abschnitte der Umgebung seitlich des Fahrzeugs 1200 beinhaltet (z. B. Seitensichtkameras), für die Rundumsicht verwendet werden, wodurch Informationen bereitgestellt werden, die zum Erstellen und Aktualisieren eines Belegungsgitters sowie zum Erzeugen von Seitenaufprallkollisionswarnungen verwendet werden. Zum Beispiel könnten in mindestens einer Ausführungsform die Rundumkamera(s) 1274 (z. B. vier Rundumkameras, wie in 12B veranschaulicht) an dem Fahrzeug 1200 positioniert sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Rundumkamera(s) 1274 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und Kombination von Weitsichtkameras, Fischaugenkamera(s), 360-Grad-Kamera(s) und/oder ähnlichen Kameras beinhalten. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform vier Fischaugenkameras an einer Vorderseite, einer Rückseite und Seiten des Fahrzeugs 1200 positioniert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 drei Rundumkamera(s) 1274 (z. B. links, rechts und hinten) verwenden und eine oder mehrere andere Kamera(s) (z. B. eine nach vorn gerichtete Kamera) als vierte Rundumsichtkamera ausnutzen.In at least one embodiment, cameras can have a field of view that covers sections of the surroundings to the side of the vehicle 1200 includes (e.g., side view cameras) that provide all-round visibility, thereby providing information that is used to create and update an occupancy grid and generate side impact collision warnings. For example, in at least one embodiment, the all-round camera (s) 1274 (e.g. four all-round cameras, as in 12B illustrated) on the vehicle 1200 be positioned. In at least one embodiment, the all-round camera (s) 1274 include, without limitation, any number and combination of foresight cameras, fisheye camera (s), 360-degree camera (s) and / or similar cameras. For example, in at least one embodiment, there may be four fish-eye cameras on a front, a rear, and sides of the vehicle 1200 be positioned. In at least one embodiment, the vehicle can 1200 three all-round camera (s) 1274 (e.g. left, right and rear) and use one or more other camera (s) (e.g. a front-facing camera) as a fourth all-round view camera.
In mindestens einer Ausführungsform können Kameras mit einem Sichtfeld, das Abschnitte einer Umgebung hinter dem Fahrzeug 1200 beinhaltet (z. B. Rückfahrkameras), für die Einparkhilfe, für die Rundumsicht, für Heckkollisionswarnungen und zum Erstellen und Aktualisieren eines Belegungsgitters verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine große Vielfalt an Kameras verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Kameras, die auch als nach vorn gerichtete Kamera(s) geeignet sind (z. B. Langstreckenkameras 1298 und/oder Mittelstreckenkamera(s) 1276, Stereokamera(s) 1268, Infrarotkamera(s) 1272 usw.), wie hierin beschrieben.In at least one embodiment, cameras can have a field of view that covers sections of an area behind the vehicle 1200 contains (e.g. reversing cameras), can be used for parking assistance, for all-round visibility, for rear collision warnings and for creating and updating an occupancy grid. In at least one embodiment, a wide variety of cameras may be used, including, but not limited to, cameras that are also suitable as the front-facing camera (s) (e.g., long-range cameras) 1298 and / or medium-range camera (s) 1276 , Stereo camera (s) 1268 , Infrared camera (s) 1272 etc.) as described herein.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 12B für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 12B can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases for neural networks described herein.
12C ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Systemarchitektur für das autonome Fahrzeug 1200 aus 12A veranschaulicht, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist jede/jedes der Komponenten, Merkmale und Systeme des Fahrzeugs 1200 in 12C als über einen Bus 1202 verbunden veranschaulicht. In mindestens einer Ausführungsform kann der Bus 1202 ohne Einschränkung eine CAN-Datenschnittstelle (hierin alternativ als „CAN-Bus“ bezeichnet) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein CAN ein Netz innerhalb des Fahrzeugs 1200 sein, das zum Unterstützen beim Steuern verschiedener Merkmale und Funktionen des Fahrzeugs 1200 verwendet wird, wie etwa Betätigung von Bremsen, Beschleunigung, Bremsung, Lenkung, Scheibenwischern usw. In mindestens einer Ausführungsform kann der Bus 1202 so konfiguriert sein, dass er Dutzende oder sogar Hunderte von Knoten aufweist, jeder mit seiner eigenen eindeutigen Kennung (z. B. einer CAN-ID). In mindestens einer Ausführungsform kann der Bus 1202 ausgelesen werden, um Lenkradwinkel, Geschwindigkeit über Grund, Motorumdrehungen pro Minute (revolutions per minute - „RPMs“), Tastenpositionen und/oder andere Fahrzeugstatusindikatoren zu ermitteln. In mindestens einer Ausführungsform kann der Bus 1202 ein CAN-Bus sein, der mit ASIL B konform ist. 12C Figure 12 is a block diagram illustrating an exemplary system architecture for the autonomous vehicle 1200 out 12A illustrates, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, any of the components, features, and systems of the vehicle are 1200 in 12C than over a bus 1202 connected illustrated. In at least one embodiment, the bus 1202 contain without restriction a CAN data interface (herein alternatively referred to as “CAN bus”). In at least one embodiment, a CAN can be a network within the vehicle 1200 to assist in controlling various features and functions of the vehicle 1200 is used, such as applying brakes, accelerating, braking, steering, wipers, etc. In at least one embodiment, the bus may 1202 be configured to have dozens or even hundreds of nodes, each with its own unique identifier (e.g. a CAN ID). In at least one embodiment, the bus 1202 can be read to determine steering wheel angle, speed over ground, engine revolutions per minute ("RPMs"), button positions and / or other vehicle status indicators. In at least one embodiment, the bus 1202 be a CAN bus that conforms to ASIL B.
In mindestens einer Ausführungsform können zusätzlich zu oder alternativ zu CAN auch FlexRay- und/oder Ethernet-Protokolle verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von Bussen, die den Bus 1202 bilden, vorhanden sein, die ohne Einschränkung null oder mehr CAN-Busse, null oder mehr FlexRay-Busse, null oder mehr Ethernet-Busse und/oder null oder mehr andere Typen von Bussen unter Verwendung unterschiedlicher Protokolle beinhalten können. In mindestens einer Ausführungsform können zwei oder mehr Busse verwendet werden, um unterschiedliche Funktionen durchzuführen, und/oder zur Redundanz verwendet werden. Zum Beispiel kann ein erster Bus für die Funktionalität der Kollisionsvermeidung verwendet werden und ein zweiter Bus für die Betätigungssteuerung verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Bus des Busses 1202 mit beliebigen Komponenten des Fahrzeugs 1200 kommunizieren und zwei oder mehr Busse des Busses 1202 können mit entsprechenden Komponenten kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann jedes einer beliebigen Anzahl von System(en) auf Chip(s) („SoC(s)“) 1204 (wie etwa dem SoC 1204(A) und SoC 1204(B), jede der Steuerung(en) 1236 und/oder jeder Computer innerhalb des Fahrzeugs Zugriff auf die gleichen Eingabedaten (z. B. Eingaben von Sensoren des Fahrzeugs 1200) haben und mit einem gemeinsamen Bus, wie etwa dem CAN-Bus, verbunden sein.In at least one embodiment, FlexRay and / or Ethernet protocols can also be used in addition to or as an alternative to CAN. In at least one embodiment, there can be any number of buses that make up the bus 1202 which may include, without limitation, zero or more CAN buses, zero or more FlexRay buses, zero or more Ethernet buses, and / or zero or more other types of buses using different protocols. In at least one embodiment, two or more buses can be used to perform different functions and / or used for redundancy. For example, a first bus can be used for the functionality of the collision avoidance and a second bus can be used for the actuation control. In at least one embodiment, each bus on the bus can 1202 with any components of the vehicle 1200 communicate and two or more buses of the bus 1202 can communicate with corresponding components. In at least one embodiment, any number of system (s) on chip ("SoC (s)") 1204 (such as the SoC 1204 (A) and SoC 1204 (B) , each of the control (s) 1236 and / or each computer within the vehicle has access to the same input data (e.g. inputs from sensors of the vehicle 1200 ) and be connected to a common bus such as the CAN bus.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 eine oder mehrere Steuerung(en) 1236 beinhalten, wie etwa diejenigen, die hierin in Bezug auf 12A beschrieben sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Steuerung(en) 1236 für eine Vielfalt an Funktionen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Steuerung(en) 1236 an beliebige von verschiedenen anderen Komponenten und Systemen des Fahrzeugs 1200 gekoppelt sein und zur Steuerung des Fahrzeugs 1200, der künstlichen Intelligenz des Fahrzeugs 1200, des Infotainments für das Fahrzeug 1200 und/oder anderer Funktionen verwendet werden.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 one or more control (s) 1236 include, such as those referred to herein with respect to 12A are described. In at least one embodiment, the controller (s) 1236 used for a variety of functions. In at least one embodiment, the controller (s) 1236 to any of various other components and systems of the vehicle 1200 be coupled and to control the vehicle 1200 , the artificial intelligence of the vehicle 1200 , the infotainment for the vehicle 1200 and / or other functions.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 eine beliebige Anzahl von SoCs 1204 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann jedes der SoCs 1204 ohne Einschränkung zentrale Verarbeitungseinheiten („CPU(s)“) 1206, Grafikverarbeitungseinheiten („GPU(s)“) 1208, Prozessor(en) 1210, Cache(s) 1212, einen oder mehrere Beschleuniger 1214, einen oder mehrere Datenspeicher 1216 und/oder andere nicht veranschaulichte Komponenten und Merkmale beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die SoC(s) 1204 zum Steuern des Fahrzeugs 1200 in einer Vielfalt an Plattformen und Systemen verwendet werden. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die SoC(s) 1204 in einem System (z. B. System des Fahrzeugs 1200) mit einer hochauflösenden (High Definition - „HD“) Karte 1222 kombiniert werden, die Kartenauffrischungen und/oder -aktualisierungen über die Netzschnittstelle 1224 von einem oder mehreren Servern (in 12C nicht gezeigt) erlangen kann.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 any number of SoCs 1204 include. In at least one embodiment, each of the SoCs 1204 without restriction central processing units ("CPU (s)") 1206 , Graphics processing units ("GPU (s)") 1208 , Processor (s) 1210 , Cache (s) 1212 , one or more accelerators 1214 , one or more data stores 1216 and / or include other components and features not illustrated. In at least one embodiment, the SoC (s) can 1204 to control the vehicle 1200 in a variety of platforms and systems be used. For example, in at least one embodiment, the SoC (s) 1204 in a system (e.g. system of the vehicle 1200 ) with a high definition ("HD") card 1222 combined, the map updates and / or updates via the network interface 1224 from one or more servers (in 12C not shown).
In mindestens einer Ausführungsform können die CPU(s) 1206 einen CPU-Cluster oder CPU-Komplex (hierin alternativ als „CCPLEX“ bezeichnet) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die CPU(s) 1206 mehrere Kerne und/oder Level-Zwei-(„L2“-)Caches beinhalten. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die CPU(s) 1206 acht Kerne in einer kohärenten Mehrprozessorkonfiguration beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die CPU(s) 1206 vier Doppelkerncluster beinhalten, wobei jeder Cluster einen dedizierten L2-Cache aufweist (z. B. einen 2 Megabyte (MB) großen L2-Cache). In mindestens einer Ausführungsform können die CPU(s) 1206 (z. B. CCPLEX) so konfiguriert sein, dass sie simultane Clusteroperationen unterstützen, sodass eine beliebige Kombination von Clustern der CPU(s) 1206 zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt aktiv sein kann.In at least one embodiment, the CPU (s) can 1206 Include a CPU cluster or CPU complex (alternatively referred to herein as "CCPLEX"). In at least one embodiment, the CPU (s) can 1206 contain multiple cores and / or level two ("L2") caches. For example, in at least one embodiment, the CPU (s) 1206 Include eight cores in a coherent multiprocessor configuration. In at least one embodiment, the CPU (s) can 1206 Include four dual core clusters, each cluster having a dedicated L2 cache (e.g., a 2 megabyte (MB) L2 cache). In at least one embodiment, the CPU (s) can 1206 (e.g. CCPLEX) must be configured to support simultaneous cluster operations so that any combination of clusters of the CPU (s) 1206 can be active at any given time.
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der CPU(s) 1206 Leistungsverwaltungsfähigkeiten implementieren, die ohne Einschränkung eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten: einzelne Hardwareblöcke können automatisch taktgesteuert werden, wenn sie inaktiv sind, um dynamische Leistung zu sparen; jeder Kerntakt kann gesteuert werden, wenn ein derartiger Kern aufgrund der Ausführung von Wait-for-Interrupt-(„WFI“-)/Wait-for-Event-(„WFE“-)Anweisungen keine Anweisungen aktiv ausführt; jeder Kern kann unabhängig leistungsgesteuert sein; jeder Kerncluster kann unabhängig taktgesteuert sein, wenn alle Kerne taktgesteuert oder leistungsgesteuert sind; und/oder jeder Kerncluster kann unabhängig leistungsgesteuert sein, wenn alle Kerne leistungsgesteuert sind. In mindestens einer Ausführungsform können die CPU(s) 1206 ferner einen erweiterten Algorithmus zum Verwalten von Leistungszuständen implementieren, bei dem zulässige Leistungszustände und erwartete Aufwachzeiten vorgegeben werden und die Hardware/der Mikrocode bestimmt, in welchen besten Leistungszustand für einen Kern, einen Cluster und einen CCPLEX einzutreten ist. In mindestens einer Ausführungsform können die Verarbeitungskerne vereinfachte Leistungszustand-Eintrittssequenzen in Software unterstützen, wobei Arbeit an Mikrocode abgeladen wird.In at least one embodiment, one or more of the CPU (s) 1206 Implement power management capabilities that include, without limitation, one or more of the following features: individual blocks of hardware can be automatically clocked when idle to conserve dynamic power; Each core clock can be controlled if such a core is not actively executing any instructions due to the execution of Wait-for-Interrupt (“WFI”) / Wait-for-Event (“WFE”) instructions; each core can be independently power driven; each core cluster can be independently clock controlled if all cores are clock controlled or power controlled; and / or each core cluster can be independently power driven if all cores are power driven. In at least one embodiment, the CPU (s) can 1206 further implement an advanced algorithm for managing performance states, in which permitted performance states and expected wake-up times are specified and the hardware / microcode determines which best performance state to enter for a core, a cluster and a CCPLEX. In at least one embodiment, the processing cores may support simplified power state entry sequences in software, offloading work on microcode.
In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 eine integrierte GPU (hierin alternativ als „iGPU“ bezeichnet) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 programmierbar sein und für parallele Arbeitslasten effizient sein. In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 einen erweiterten Tensor-Anweisungssatz verwenden. In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 einen oder mehrere Streaming-Mikroprozessoren beinhalten, wobei jeder Streaming-Mikroprozessor einen Level-Eins-(„L1“-)Cache beinhalten kann (z. B. einen L1-Cache mit einer Speicherkapazität von mindestens 96 KB), und zwei oder mehr Streaming-Mikroprozessoren können einen L2-Cache gemeinsam nutzen (z. B. einen L2-Cache mit einer Speicherkapazität von 512 KB). In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 mindestens acht Streaming-Mikroprozessoren beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 Berechnungs-Anwendungsprogrammierschnittstelle(n) (application programming interface(s) - API(s)) verwenden. In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 eine oder mehrere Parallelrechenplattformen und/oder Programmiermodelle (z. B. das CUDA-Modell von NVIDIA) verwenden.In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 Include an integrated GPU (alternatively referred to herein as "iGPU"). In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 be programmable and efficient for parallel workloads. In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 use an extended tensor instruction set. In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 include one or more streaming microprocessors, each streaming microprocessor may include a level one ("L1") cache (e.g., an L1 cache with a storage capacity of at least 96 KB), and two or more streaming -Microprocessors can share an L2 cache (e.g. an L2 cache with a storage capacity of 512 KB). In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 Include at least eight streaming microprocessors. In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 Use computational application programming interface (s) - API (s). In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 use one or more parallel computing platforms and / or programming models (e.g. the CUDA model from NVIDIA).
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der GPU(s) 1208 für die beste Rechenleistung in Automobil- und eingebetteten Anwendungsfällen leistungsoptimiert sein. Zum Beispiel könnten in einer Ausführungsform die GPU(s) 1208 auf einer Fin-Feldeffekttransistor-(„FinFET“-)Schaltung hergestellt sein. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Streaming-Mikroprozessor eine Anzahl von Verarbeitungskernen mit gemischter Genauigkeit beinhalten, die in mehrere Blöcke partitioniert sind. Zum Beispiel und ohne Einschränkung könnten 64 PF32-Kerne und 32 PF64-Kerne in vier Verarbeitungsblöcke partitioniert sein. In mindestens einer Ausführungsform könnten jedem Verarbeitungsblock 16 FP32-Kerne, 8 FP64-Kerne, 16 INT32-Kerne, zwei NVIDIA-Tensorkerne mit gemischter Genauigkeit für Deep-Leaming-Matrixarithmetik, ein Level-Null-(„LO“-)Anweisungs-Cache, ein Warp-Planer, eine Zuteilungseinheit und/oder eine 64 KB große Registerbank zugewiesen sein. In mindestens einer Ausführungsform können Streaming-Mikroprozessoren unabhängige parallele Integer- und Gleitkomma-Datenpfade beinhalten, um eine effiziente Ausführung von Arbeitslasten mit einer Mischung aus Berechnung und Adressierungsberechnungen zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform können Streaming-Mikroprozessoren eine unabhängige Thread-Planungsfähigkeit beinhalten, um eine feinkörnigere Synchronisation und Kooperation zwischen parallelen Threads zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform können Streaming-Mikroprozessoren eine kombinierte Einheit aus L1-Daten-Cache und gemeinsam genutztem Speicher beinhalten, um die Rechenleistung zu verbessern, während die Programmierung vereinfacht wird.In at least one embodiment, one or more of the GPU (s) 1208 be performance-optimized for the best computing power in automotive and embedded use cases. For example, in one embodiment the GPU (s) could 1208 be made on a Fin Field Effect Transistor ("FinFET") circuit. In at least one embodiment, each streaming microprocessor may include a number of mixed precision processing cores partitioned into multiple blocks. For example and without limitation, 64 PF32 cores and 32 PF64 cores could be partitioned into four processing blocks. In at least one embodiment, each processing block could have 16 FP32 cores, 8 FP64 cores, 16 INT32 cores, two NVIDIA mixed precision tensor cores for deep leaming matrix arithmetic, a level zero ("LO") instruction cache , a warp planner, an allocation unit and / or a 64 KB register bank. In at least one embodiment, streaming microprocessors may include independent parallel integer and floating point data paths to enable efficient execution of workloads with a mixture of computation and addressing computations. In at least one embodiment, streaming microprocessors can include independent thread scheduling capability to allow for finer-grain synchronization and cooperation between parallel threads. In at least one embodiment, streaming microprocessors may incorporate a combined L1 data cache and shared memory unit to improve computational performance while simplifying programming.
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der GPU(s) 1208 einen Speicher mit hoher Bandbreite (high bandwidth memory - „HBM“) und/oder ein 16-GB-HBM2-Speicherteilsystem beinhalten, um in einigen Beispielen eine Spitzenspeicherbandbreite von etwa 900 GB/Sekunde bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ zu HBM-Speicher ein synchroner Grafik-Direktzugriffsspeicher (synchronous graphics random-access memory - „SGRAM“) verwendet werden, wie etwa ein synchroner Direktzugriffsspeicher vom Graphics-Double-Data-Rate-Typ fünf (graphics double data rate type five - „GDDR5“).In at least one embodiment, one or more of the GPU (s) 1208 may include high bandwidth memory ("HBM") and / or a 16 GB HBM2 memory subsystem to provide, in some examples, a peak memory bandwidth of approximately 900 GB / second. In at least one embodiment, a synchronous graphics random access memory (“SGRAM”) can be used in addition or as an alternative to HBM memory, such as a synchronous random access memory of the graphics double data rate type five (graphics double data rate type five - "GDDR5").
In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 einheitliche Speichertechnologie beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann die Unterstützung von Adressübersetzungsdiensten (address translation services - „ATS“) verwendet werden, um zu ermöglichen, dass die GPU(s) 1208 direkt auf Seitentabellen von CPU(s) 1206 zugreifen. In mindestens einer Ausführungsform kann, wenn die Speicherverwaltungseinheit (memory management unit - „MMU“) einer GPU der GPU(s) 1208 einen Fehler erleidet, eine Adressübersetzungsanforderung an die CPU(s) 1206 übertragen werden. Als Reaktion darauf können 2 CPUs der CPU(s) 1206 in mindestens einer Ausführungsform in ihren Seitentabellen nach einer Virtuell-auf-Physisch-Abbildung für eine Adresse suchen und die Übersetzung zurück an die GPU(s) 1208 übertragen. In mindestens einer Ausführungsform kann die einheitliche Speichertechnologie einen einzelnen einheitlichen virtuellen Adressraum für Speicher sowohl der CPU(s) 1206 als auch der GPU(s) 1208 ermöglichen, wodurch die Programmierung der GPU(s) 1208 und die Portierung von Anwendungen auf die GPU(s) 1208 vereinfacht werden.In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 include uniform storage technology. In at least one embodiment, address translation services ("ATS") support may be used to enable the GPU (s) to 1208 directly on side tables of CPU (s) 1206 access. In at least one embodiment, if the memory management unit ("MMU") of a GPU of the GPU (s) 1208 suffers an error, an address translation request to the CPU (s) 1206 be transmitted. As a reaction to this, 2 CPUs of the CPU (s) 1206 in at least one embodiment, search for a virtual-to-physical mapping for an address in their side tables and send the translation back to the GPU (s) 1208 transfer. In at least one embodiment, the uniform memory technology can use a single uniform virtual address space for memory for both the CPU (s) 1206 as well as the GPU (s) 1208 enable programming of the GPU (s) 1208 and porting applications to the GPU (s) 1208 be simplified.
In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1208 eine beliebige Anzahl von Zugriffszählern beinhalten, die die Häufigkeit des Zugriffs der GPU(s) 1208 auf Speicher anderer Prozessoren nachverfolgen können. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Zugriffszähler dazu beitragen, sicherzustellen, dass Speicherseiten in physischen Speicher eines Prozessors verschoben werden, der am häufigsten auf Seiten zugreift, wodurch die Effizienz für Speicherbereiche, die von mehreren Prozessoren gemeinsam genutzt werden, verbessert wird.In at least one embodiment, the GPU (s) can 1208 contain any number of access counters that indicate the frequency of access by the GPU (s) 1208 on other processors' memory. In at least one embodiment, the hit counter (s) can help ensure that pages of memory are moved to physical memory of a processor that accesses pages most frequently, thereby improving efficiency for areas of memory shared by multiple processors.
In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der SoC(s) 1204 eine beliebige Anzahl von Cache(s) 1212 beinhalten, einschließlich der hierin beschriebenen. In mindestens einer Ausführungsform könnten die Cache(s) 1212 zum Beispiel einen Level-Drei-(„L3“-)Cache beinhalten, der sowohl den CPU(s) 1206 als auch den GPU(s) 1208 zur Verfügung steht (der z. B. mit den CPU(s) 1206 und GPU(s) 1208 verbunden ist). In mindestens einer Ausführungsform können die Cache(s) 1212 einen Rückschreib-Cache beinhalten, der die Zustände von Zeilen nachverfolgen kann, wie etwa durch Verwenden eines Cache-Kohärenzprotokolls (z. B. MEI, MESI, MSI usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann ein L3-Cache in Abhängigkeit von der Ausführungsform 4 MB Speicher oder mehr beinhalten, obwohl auch kleinere Cache-Größen verwendet werden können.In at least one embodiment, one or more of the SoC (s) 1204 any number of cache (s) 1212 including those described herein. In at least one embodiment, the cache (s) could 1212 For example, a level three ("L3") cache contain both the CPU (s) 1206 as well as the GPU (s) 1208 is available (e.g. with the CPU (s) 1206 and GPU (s) 1208 connected is). In at least one embodiment, the cache (s) can 1212 include a write-back cache that can keep track of the states of lines, such as by using a cache coherency protocol (e.g., MEI, MESI, MSI, etc.). In at least one embodiment, an L3 cache may include 4MB of memory or more, depending on the embodiment, although smaller cache sizes may be used.
In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der SoC(s) 1204 einen oder mehrere Beschleuniger 1214 beinhalten (z. B. Hardware-Beschleuniger, Software-Beschleuniger oder eine Kombination davon). In mindestens einer Ausführungsform können die SoC(s) 1204 einen Hardware-Beschleunigungscluster beinhalten, der optimierte Hardware-Beschleuniger und/oder einen großen chipinternen Speicher beinhalten kann. In mindestens einer Ausführungsform kann großer chipinterner Speicher (z. B. 4 MB SRAM) einen Hardware-Beschleunigungscluster zum Beschleunigen neuronaler Netze und anderer Berechnungen ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Hardware-Beschleunigungscluster verwendet werden, um die GPU(s) 1208 zu ergänzen und einige Tasks der GPU(s) 1208 auszulagern (z. B. mehr Zyklen der GPU(s) 1208 zum Durchführen anderer Tasks freizumachen). In mindestens einer Ausführungsform könnte der/könnten die Beschleuniger 1214 für zielgerichtete Arbeitslasten (z. B. Wahrnehmung, neuronale Faltungsnetze (convolutional neural networks - „CNNs“), rekurrente neuronale Netze (recurrent neural networks - „RNNs“) usw.) verwendet werden, die stabil genug sind, um für eine Beschleunigung geeignet zu sein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein CNN regionsbasierte oder regionale neuronale Faltungsnetze (regional convolutional neural networks - „RCNNs“) und schnelle RCNNs (wie z. B. für die Objektdetektion verwendet) oder einen anderen Typ von CNN beinhalten.In at least one embodiment, one or more of the SoC (s) 1204 one or more accelerators 1214 (e.g. hardware accelerators, software accelerators, or a combination thereof). In at least one embodiment, the SoC (s) can 1204 include a hardware acceleration cluster that may include optimized hardware accelerators and / or large on-chip memory. In at least one embodiment, large on-chip memory (e.g., 4MB SRAM) can enable a hardware acceleration cluster to accelerate neural networks and other computations. In at least one embodiment, a hardware acceleration cluster can be used to power the GPU (s) 1208 to add and some tasks of the GPU (s) 1208 outsource (e.g. more cycles of the GPU (s) 1208 free to perform other tasks). In at least one embodiment, the accelerator (s) could 1214 for targeted workloads (e.g. perception, convolutional neural networks ("CNNs"), recurrent neural networks (recurrent neural networks - "RNNs"), etc.) that are stable enough to be suitable for acceleration to be. In at least one embodiment, a CNN may include region-based or regional convolutional neural networks (“RCNNs”) and fast RCNNs (such as used for object detection) or some other type of CNN.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Beschleuniger 1214 (z. B. Hardware-Beschleunigungscluster) einen oder mehrere Deep-Learning-Beschleuniger (deep learning accelerator - „DLA“) beinhalten. DLA(s) können in mindestens einer Ausführungsform ohne Einschränkung eine oder mehrere Tensor-Verarbeitungseinheiten (Tensor processing units - „TPUs“) beinhalten, die so konfiguriert sein können, dass sie zusätzliche zehn Billionen Operationen pro Sekunde für Deep-Learning-Anwendungen und Inferenzieren bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform können die TPUs Beschleuniger sein, die zum Durchführen von Bildverarbeitungsfunktionen (z. B. für CNNs, RCNNs usw.) konfiguriert und optimiert sind. In mindestens einer Ausführungsform können die DLA(s) ferner für einen spezifischen Satz von Typen von neuronalen Netzen und Gleitkommaoperationen sowie zum Inferenzieren optimiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die Ausgestaltung der DLA(s) mehr Rechenleistung pro Millimeter bereitstellen als eine typische Universal-GPU und sie übertrifft typischerweise die Rechenleistung einer CPU bei weitem. In mindestens einer Ausführungsform können die TPU(s) mehrere Funktionen durchführen, einschließlich einer Einzelinstanz-Faltungsfunktion, die zum Beispiel INT8-, INT16- und FP16-Datentypen sowohl für Merkmale als auch für Gewichtungen unterstützt, sowie Postprozessorfunktionen. In mindestens einer Ausführungsform können die DLA(s) neuronale Netze, insbesondere CNNs, an verarbeiteten oder unverarbeiteten Daten für beliebige einer Vielfalt von Funktionen schnell und effizient ausführen, darunter zum Beispiel und ohne Einschränkung: ein CNN für die Identifizierung und Detektion von Objekten unter Verwendung von Daten von Kamerasensoren; ein CNN für die Abstandsschätzung unter Verwendung von Daten von Kamerasensoren; ein CNN für die Detektion und Identifizierung und Detektion von Einsatzfahrzeugen unter Verwendung von Daten von Mikrofonen; ein CNN für die Gesichtserkennung und Identifizierung von Fahrzeugbesitzern unter Verwendung von Daten von Kamerasensoren; und/oder ein CNN für sicherheits- und/oder sicherungsbezogene Ereignisse.In at least one embodiment, the accelerator (s) can 1214 (e.g. hardware acceleration clusters) contain one or more deep learning accelerators ("DLA"). DLA (s), in at least one embodiment, may include, without limitation, one or more tensor processing units ("TPUs") that may be configured to perform an additional ten trillion operations per second for deep learning applications and inference provide. In at least one embodiment, the TPUs can be accelerators that perform of image processing functions (e.g. for CNNs, RCNNs, etc.) are configured and optimized. In at least one embodiment, the DLA (s) can be further optimized for a specific set of types of neural networks and floating point operations, as well as for inferencing. In at least one embodiment, the design of the DLA (s) can provide more computing power per millimeter than a typical general-purpose GPU, and it typically far exceeds the computing power of a CPU. In at least one embodiment, the TPU (s) can perform multiple functions including a single instance convolution function that supports, for example, INT8, INT16, and FP16 data types for both features and weights, as well as post processor functions. In at least one embodiment, the DLA (s) can quickly and efficiently perform neural networks, particularly CNNs, on processed or unprocessed data for any of a variety of functions, including, for example, and without limitation: using a CNN for the identification and detection of objects of data from camera sensors; a CNN for distance estimation using data from camera sensors; a CNN for the detection and identification and detection of emergency vehicles using data from microphones; a CNN for facial recognition and identification of vehicle owners using data from camera sensors; and / or a CNN for security and / or security related events.
In mindestens einer Ausführungsform können die DLA(s) eine beliebige Funktion der GPU(s) 1208 durchführen und durch Verwenden eines Inferenzbeschleunigers kann ein Gestalter zum Beispiel entweder DLA(s) oder GPU(s) 1208 für eine beliebige Funktion anvisieren. In mindestens einer Ausführungsform kann sich ein Gestalter zum Beispiel auf die Verarbeitung von CNNs und Gleitkommaoperationen an den DLA(s) konzentrieren und andere Funktionen den GPU(s) 1208 und/oder Beschleuniger(n) 1214 überlassen.In at least one embodiment, the DLA (s) can perform any function of the GPU (s) 1208 and by using an inference accelerator a designer can for example either DLA (s) or GPU (s) 1208 aim for any function. For example, in at least one embodiment, a designer can focus on processing CNNs and floating point operations on the DLA (s) and other functions on the GPU (s) 1208 and / or accelerator (s) 1214 left.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Beschleuniger 1214 einen programmierbaren Sichtbeschleuniger (programmable vision accelerator - „PVA“) beinhalten, der hierin alternativ als Beschleuniger für maschinelles Sehen bezeichnet werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann der PVA zum Beschleunigen von Algorithmen für maschinelles Sehen für weiterentwickelte Fahrerassistenzsysteme („ADAS“) 1238, autonomes Fahren, Augmented-Reality-(„AR“-)Anwendungen und/oder Virtual-Reality-(„VR“-)Anwendungen ausgestaltet und konfiguriert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der PVA ein Gleichgewicht zwischen Rechenleistung und Flexibilität bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder PVA zum Beispiel und ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl von Reduced-Instruction-Set-Computer-(„RISC“-)Kemen, direkten Speicherzugriff (direct memory access - „DMA“) und/oder eine beliebige Anzahl von Vektorprozessoren beinhalten.In at least one embodiment, the accelerator (s) can 1214 a programmable vision accelerator ("PVA"), which may alternatively be referred to herein as a machine vision accelerator. In at least one embodiment, the PVA can accelerate computer vision algorithms for advanced driver assistance systems ("ADAS") 1238 , autonomous driving, augmented reality (“AR”) applications and / or virtual reality (“VR”) applications can be designed and configured. In at least one embodiment, the PVA can provide a balance between computing power and flexibility. In at least one embodiment, each PVA may, for example and without limitation, include any number of Reduced Instruction Set Computer (“RISC”) cores, direct memory access (“DMA”), and / or any number of Include vector processors.
In mindestens einer Ausführungsform können RISC-Kerne mit Bildsensoren (z. B. Bildsensoren beliebiger hierin beschriebener Kameras), Bildsignalprozessor(en) usw. interagieren. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder RISC-Kern eine beliebige Menge an Speicher beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können RISC-Kerne in Abhängigkeit von der Ausführungsform ein beliebiges von einer Reihe von Protokollen verwenden. In mindestens einer Ausführungsform können RISC-Kerne ein Echtzeitbetriebssystem (real-time operating system - „RTOS“) ausführen. In mindestens einer Ausführungsform können RISC-Kerne unter Verwendung einer oder mehrerer Vorrichtungen mit integrierten Schaltungen, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen („ASICs“) und/oder Speichervorrichtungen implementiert sein. In mindestens einer Ausführungsform könnten die RISC-Kerne zum Beispiel einen Anweisungs-Cache und/oder einen eng gekoppelten RAM beinhalten.In at least one embodiment, RISC cores can interact with image sensors (e.g., image sensors from any of the cameras described herein), image signal processor (s), and so on. In at least one embodiment, each RISC core can include any amount of memory. In at least one embodiment, RISC cores can use any of a number of protocols, depending on the embodiment. In at least one embodiment, RISC cores can run a real-time operating system (“RTOS”). In at least one embodiment, RISC cores may be implemented using one or more integrated circuit devices, application specific integrated circuits ("ASICs"), and / or memory devices. For example, in at least one embodiment, the RISC cores could include an instruction cache and / or tightly coupled RAM.
In mindestens einer Ausführungsform kann DMA es den Komponenten des PVA ermöglichen, unabhängig von den CPU(s) 1206 auf Systemspeicher zuzugreifen. In mindestens einer Ausführungsform kann DMA eine beliebige Anzahl von Merkmalen unterstützen, die zum Bereitstellen der Optimierung eines PVA verwendet werden, einschließlich der Unterstützung von mehrdimensionaler Adressierung und/oder zirkulärer Adressierung, ohne darauf beschränkt zu sein. In mindestens einer Ausführungsform kann DMA bis zu sechs oder mehr Dimensionen der Adressierung unterstützen, die ohne Einschränkung Blockbreite, Blockhöhe, Blocktiefe, horizontale Blockabstufung, vertikale Blockabstufung und/oder Tiefenabstufung beinhalten können.In at least one embodiment, DMA can enable the components of the PVA to independently of the CPU (s) 1206 access system memory. In at least one embodiment, DMA can support any number of features used to provide optimization of a PVA, including but not limited to support for multi-dimensional addressing and / or circular addressing. In at least one embodiment, DMA can support up to six or more dimensions of addressing, which can include, without limitation, block width, block height, block depth, horizontal block grading, vertical block grading, and / or depth grading.
In mindestens einer Ausführungsform können Vektorprozessoren programmierbare Prozessoren sein, die so ausgestaltet sein können, dass sie die Programmierung für Algorithmen des maschinellen Sehens effizient und flexibel ausführen und Signalverarbeitungsfähigkeiten bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein PVA einen PVA-Kern und zwei Vektorverarbeitungsteilsystempartitionen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein PVA-Kern ein Prozessorteilsystem, DMA-Engine(s) (z. B. zwei DMA-Engines) und/oder andere Peripheriegeräte beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Vektorverarbeitungsteilsystem als primäre Verarbeitungs-Engine eines PVA betreiben werden und eine Vektorverarbeitungseinheit (vector processing unit - „VPU“), einen Anweisungs-Cache und/oder Vektorspeicher (z. B. „VMEM“) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der VPU-Kern einen digitalen Signalprozessor beinhalten, wie zum Beispiel einen digitalen Single-Instruction-Multiple-Data-(„SIMD“-)Very-Long-Instruction-Word-(„VLIW“-)Signalprozessor. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Kombination aus SIMD und VLIW den Durchsatz und die Geschwindigkeit erhöhen.In at least one embodiment, vector processors can be programmable processors that can be configured to efficiently and flexibly perform programming for machine vision algorithms and to provide signal processing capabilities. In at least one embodiment, a PVA can include a PVA core and two vector processing subsystem partitions. In at least one embodiment, a PVA core can include a processor subsystem, DMA engine (s) (e.g., two DMA engines), and / or other peripheral devices. In at least one embodiment, a vector processing subsystem may operate as the primary processing engine of a PVA and a Vector processing unit ("VPU"), an instruction cache and / or vector memory (z. B. "VMEM"). In at least one embodiment, the VPU core may include a digital signal processor, such as a digital single instruction multiple data (“SIMD”) very long instruction word (“VLIW”) signal processor. In at least one embodiment, a combination of SIMD and VLIW can increase throughput and speed.
In mindestens einer Ausführungsform kann jeder der Vektorprozessoren einen Anweisungs-Cache beinhalten und an dedizierten Speicher gekoppelt sein. Daher kann in mindestens einer Ausführungsform jeder der Vektorprozessoren so konfiguriert sein, dass er unabhängig von anderen Vektorprozessoren ausgeführt wird. In mindestens einer Ausführungsform können Vektorprozessoren, die in einem konkreten PVA enthalten sind, so konfiguriert sein, dass sie Datenparallelität einsetzen. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform eine Vielzahl von Vektorprozessoren, die in einem einzelnen PVA enthalten ist, einen gemeinsamen Algorithmus des maschinellen Sehens ausführen, jedoch an unterschiedlichen Regionen eines Bildes. In mindestens einer Ausführungsform können die in einem konkreten PVA enthaltenen Vektorprozessoren simultan unterschiedliche Algorithmen des maschinellen Sehens an einem Bild ausführen oder auch unterschiedliche Algorithmen an sequenziellen Bildern oder Abschnitten eines Bildes ausführen. In mindestens einer Ausführungsform kann unter anderem eine beliebige Anzahl PVAs in einem Hardware-Beschleunigungscluster enthalten sein und eine beliebige Anzahl von Vektorprozessoren in jedem PVA enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der PVA zusätzlichen Speicher für Fehlerkorrekturcode (error correcting code - „ECC“) beinhalten, um die Gesamtsystemsicherheit zu erhöhen.In at least one embodiment, each of the vector processors may include an instruction cache and be coupled to dedicated memory. Therefore, in at least one embodiment, each of the vector processors can be configured to operate independently of other vector processors. In at least one embodiment, vector processors included in a particular PVA can be configured to employ data parallelism. For example, in at least one embodiment, a plurality of vector processors contained in a single PVA may execute a common machine vision algorithm, but on different regions of an image. In at least one embodiment, the vector processors contained in a specific PVA can simultaneously execute different machine vision algorithms on an image or also execute different algorithms on sequential images or sections of an image. In at least one embodiment, any number of PVAs can be included in a hardware acceleration cluster and any number of vector processors can be included in each PVA, among other things. In at least one embodiment, the PVA can contain additional memory for error correction code (“ECC”) in order to increase the overall system security.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Beschleuniger 1214 ein chipinternes Netz für maschinelles Sehen und statischen Direktzugriffsspeicher (static random-access memory - „SRAM“) beinhalten, um einen SRAM mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz für den/die Beschleuniger 1214 bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform kann chipinterner Speicher mindestens 4 MB SRAM beinhalten, der zum Beispiel und ohne Einschränkung acht feldkonfigurierbare Speicherblöcke umfasst, auf die sowohl ein PVA als auch ein DLA zugreifen können. In mindestens einer Ausführungsform kann jedes Paar von Speicherblöcken eine Schnittstelle für einen weiterentwickelten Peripheriebus (advanced peripheral bus - „APB“), eine Konfigurationsschaltung, eine Steuerung und einen Multiplexer beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Typ von Speicher verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können ein PVA und ein DLA auf Speicher über einen Backbone zugreifen, der einem PVA und einem DLA Hochgeschwindigkeitszugriff auf Speicher bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Backbone ein chipinternes Netz für maschinelles Sehen beinhalten, das einen PVA und einen DLA mit Speicher zusammenschaltet (z. B. unter Verwendung eines APB).In at least one embodiment, the accelerator (s) can 1214 Include an on-chip machine vision network and static random-access memory ("SRAM") to provide high bandwidth, low latency SRAM for the accelerator (s) 1214 provide. In at least one embodiment, on-chip memory can include at least 4 MB SRAM, which includes, for example and without limitation, eight field-configurable memory blocks that can be accessed by both a PVA and a DLA. In at least one embodiment, each pair of memory blocks can contain an interface for an advanced peripheral bus (“APB”), a configuration circuit, a controller and a multiplexer. Any type of memory can be used in at least one embodiment. In at least one embodiment, a PVA and a DLA can access storage through a backbone that provides high-speed access to storage for a PVA and a DLA. In at least one embodiment, a backbone may include an on-chip machine vision network that interconnects a PVA and a DLA with memory (e.g., using an APB).
In mindestens einer Ausführungsform kann ein chipinternes Netz für maschinelles Sehen eine Schnittstelle beinhalten, die vor der Übertragung eines beliebigen Steuersignals/einer beliebigen Adresse/beliebiger Daten bestimmt, dass sowohl ein PVA als auch ein DLA einsatzbereite und gültige Signale bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Schnittstelle separate Phasen und separate Kanäle zum Übertragen von Steuersignalen/Adressen/Daten sowie Burst-artige Kommunikation für eine kontinuierliche Datenübermittlung bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Schnittstelle mit den Standards International Organization for Standardization („ISO“) 26262 oder International Electrotechnical Commission („IEC“) 61508 konform sein, obwohl andere Standards und Protokolle verwendet werden können.In at least one embodiment, an on-chip machine vision network may include an interface that, prior to transmitting any control signal / address / data, determines that both a PVA and a DLA are providing operational and valid signals. In at least one embodiment, an interface can provide separate phases and separate channels for transmitting control signals / addresses / data as well as burst-like communication for continuous data transmission. In at least one embodiment, an interface with the standards International Organization for Standardization ("ISO") 26262 or International Electrotechnical Commission ("IEC") 61508 conform, although other standards and protocols may be used.
In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der SoC(s) 1204 einen Echtzeitstrahlverfolgungs-Hardware-Beschleuniger beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Echtzeitstrahlverfolgungs-Hardware-Beschleuniger verwendet werden, um schnell und effizient Positionen und Ausdehnungen von Objekten (z. B. innerhalb eines Weltmodells) zu bestimmen, um Echtzeitvisualisierungssimulationen zu erzeugen, für die RADAR-Signalinterpretation, für die Schallausbreitungssynthese und/oder -analyse, für die Simulation von SONAR-Systemen, für die allgemeine Wellenausbreitungssimulation, für den Vergleich mit LIDAR-Daten zum Zwecke der Lokalisierung und/oder für andere Funktionen und/oder für andere Verwendungen.In at least one embodiment, one or more of the SoC (s) 1204 include a real-time ray tracing hardware accelerator. In at least one embodiment, the real-time ray tracing hardware accelerator can be used to quickly and efficiently determine positions and dimensions of objects (e.g., within a world model), to generate real-time visualization simulations, for RADAR signal interpretation, for sound propagation synthesis and / or analysis, for simulating SONAR systems, for general wave propagation simulation, for comparison with LIDAR data for the purpose of localization and / or for other functions and / or for other uses.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Beschleuniger 1214 ein breites Spektrum von Verwendungen für das autonome Fahren aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein PVA für wichtige Verarbeitungsstufen im ADAS und in autonomen Fahrzeugen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform passen die Fähigkeiten eines PVA gut zu algorithmischen Domänen, die eine vorhersagbare Verarbeitung bei niedriger Leistung und niedriger Latenz benötigen. Anders ausgedrückt, zeigt ein PVA eine gute Rechenleistung für halbdichte oder dichte reguläre Berechnungen, auch an kleinen Datensätzen, die vorhersagbare Laufzeiten bei niedriger Latenz und niedriger Leistung erfordern könnten. In mindestens einer Ausführungsform, wie etwa in dem Fahrzeug 1200, könnten die PVAs so ausgestaltet sein, dass sie klassische Algorithmen des maschinellen Sehens ausführen, da sie bei der Objektdetektion und beim Betreiben an Integermathematik effizient sein können.In at least one embodiment, the accelerator (s) can 1214 have a wide range of uses for autonomous driving. In at least one embodiment, a PVA can be used for important processing stages in ADAS and in autonomous vehicles. In at least one embodiment, a PVA's capabilities fit well with algorithmic domains that require predictable, low-performance, low-latency processing. In other words, a PVA shows good computing power for semi-dense or dense regular calculations, even on small data sets that could require predictable runtimes with low latency and low performance. In at least one embodiment, such as in the vehicle 1200 , the PVAs could be designed in such a way that they execute classic machine vision algorithms, as they can be efficient in object detection and in operating on integer mathematics.
Zum Beispiel wird gemäß mindestens einer Ausführungsform der Technologie ein PVA verwendet, um maschinelles Stereo-Sehen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann in einigen Beispielen ein auf semiglobalem Abgleich basierender Algorithmus verwendet werden, obwohl dies nicht einschränkend sein soll. In mindestens einer Ausführungsform verwenden Anwendungen für das autonome Fahren auf Level 3-5 Bewegungsschätzung/Stereo-Abgleich spontan (z. B. Struktur aus Bewegung, Fußgängererkennung, Fahrspurdetektion usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann ein PVA Funktionen des maschinellen Stereo-Sehens an Eingaben von zwei monokularen Kameras durchführen.For example, in accordance with at least one embodiment of the technology, a PVA is used to perform stereo machine vision. In at least one embodiment, although not intended to be limiting, a semi-global matching based algorithm may be used in some examples. In at least one embodiment, applications for autonomous driving at level 3-5 use spontaneous motion estimation / stereo matching (e.g. structure of motion, pedestrian detection, lane detection, etc.). In at least one embodiment, a PVA can perform stereo machine vision functions on inputs from two monocular cameras.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein PVA verwendet werden, um dichten optischen Fluss durchzuführen. Zum Beispiel könnte ein PVA in mindestens einer Ausführungsform RADAR-Rohdaten verarbeiten (z. B. unter Verwendung einer schnellen 4D-Fourier-Transformation), um verarbeitete RADAR-Daten bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform wird ein PVA für die Laufzeit-Tiefenverarbeitung verwendet, indem zum Beispiel Laufzeit-Rohdaten verarbeitet werden, um verarbeitete Laufzeitdaten bereitzustellen.In at least one embodiment, a PVA can be used to perform dense optical flow. For example, in at least one embodiment, a PVA could process raw RADAR data (e.g., using a fast 4D Fourier transform) to provide processed RADAR data. In at least one embodiment, a PVA is used for runtime in-depth processing, for example by processing raw runtime data to provide processed runtime data.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein DLA verwendet werden, um einen beliebigen Typ von Netz auszuführen, um die Steuerung und Fahrsicherheit zu verbessern, einschließlich zum Beispiel und ohne Einschränkung ein neuronales Netz, das ein Maß der Konfidenz für jede Objektdetektion ausgibt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Konfidenz als Wahrscheinlichkeit dargestellt oder interpretiert werden oder als Bereitstellung einer relativen „Gewichtung“ jeder Detektion im Vergleich zu anderen Detektionen. In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht ein Konfidenzmaß es einem System, weitere Entscheidungen darüber zu treffen, welche Detektionen als richtig positive Detektionen und nicht als falsch positive Detektionen betrachtet werden sollten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein System einen Schwellenwert für die Konfidenz festlegen und nur Detektionen, die den Schwellenwert überschreiten, als richtig positive Detektionen betrachten. In einer Ausführungsform, in der ein System zur automatischen Notbremsung (automatic emergency braking - „AEB“) verwendet wird, würden falsch positive Detektionen dazu führen, dass das Fahrzeug automatisch eine Notbremsung durchführt, was selbstverständlich unerwünscht ist. In mindestens einer Ausführungsform können Detektionen mit hoher Konfidenz als Auslöser für AEB betrachtet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein DLA ein neuronales Netz zur Regression des Konfidenzwerts ausführen. In mindestens einer Ausführungsform kann das neuronale Netz als seine Eingabe mindestens eine Teilmenge von Parametern verwenden, wie etwa die Abmessungen des Begrenzungsrahmens, die (z. B. von einem anderen Teilsystem) erlangte Grundebenenschätzung, die Ausgabe von IMU-Sensor(en) 1266, die mit der Ausrichtung des Fahrzeugs 1200 korreliert, den Abstand, die 3D-Standortschätzungen des Objekts, die von dem neuronalen Netz und/oder anderen Sensoren (z. B. LIDAR-Sensor(en) 1264 oder RADAR-Sensor(en) 1260) erlangt werden, sowie andere.In at least one embodiment, a DLA can be used to implement any type of network to improve control and driving safety, including, for example and without limitation, a neural network that provides a measure of confidence for each object detection. In at least one embodiment, the confidence can be represented or interpreted as a probability or as the provision of a relative “weighting” of each detection in comparison to other detections. In at least one embodiment, a confidence measure enables a system to make further decisions about which detections should be considered true positive detections and not false positive detections. In at least one embodiment, a system can set a threshold for confidence and only consider detections that exceed the threshold as true positive detections. In one embodiment in which an automatic emergency braking (“AEB”) system is used, false positive detections would result in the vehicle automatically performing emergency braking, which of course is undesirable. In at least one embodiment, high-confidence detections can be viewed as triggers for AEB. In at least one embodiment, a DLA can execute a neural network for regression of the confidence value. In at least one embodiment, the neural network may use as its input at least a subset of parameters, such as the dimensions of the bounding box, the ground plane estimate obtained (e.g. from another subsystem), the output of IMU sensor (s) 1266 that comes with the orientation of the vehicle 1200 correlates, the distance, the 3D location estimates of the object, which are provided by the neural network and / or other sensors (e.g. LIDAR sensor (s) 1264 or RADAR sensor (s) 1260 ) as well as others.
In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der SoC(s) 1204 einen oder mehrere Datenspeicher 1216 (z. B. Speicher) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann es sich bei den Datenspeicher(n) 1216 um chip internen Speicher der SoC(s) 1204 handeln, der neuronale Netze speichern kann, die auf den GPU(s) 1208 und/oder einem DLA ausgeführt werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Kapazität der Datenspeicher(s) 1216 groß genug sein, um mehrere Instanzen von neuronalen Netzen zur Redundanz und Sicherheit zu speichern. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Datenspeicher 1216 L2- oder L3-Cache(s) umfassen.In at least one embodiment, one or more of the SoC (s) 1204 one or more data stores 1216 (e.g. memory). In at least one embodiment, the data memory (s) can be 1216 to chip internal memory of the SoC (s) 1204 act that can store neural networks on the GPU (s) 1208 and / or a DLA. In at least one embodiment, the capacity of the data storage device (s) 1216 be large enough to store multiple instances of neural networks for redundancy and security. In at least one embodiment, the data store (s) can 1216 Include L2 or L3 cache (s).
In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der SoC(s) 1204 eine beliebige Anzahl von Prozessor(en) 1210 (z. B. eingebettete Prozessoren) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 einen Booting- und Leistungsverwaltungsprozessor beinhalten, der ein dedizierter Prozessor und Teilsystem sein kann, um Booting-Leistungs- und -verwaltungsfunktionen und die damit verbundene Sicherheitsdurchsetzung zu handhaben. In mindestens einer Ausführungsform kann der Booting- und Leistungsverwaltungsprozessor ein Teil einer Booting-Sequenz der SoC(s) 1204 sein und Laufzeit-Leistungsverwaltungsdienste bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Booting-Leistungs- und Verwaltungsprozessor Takt- und Spannungsprogrammierung, Unterstützung bei Übergängen des Systems in einen Zustand mit niedriger Leistung, Verwaltung von Thermo- und Temperatursensoren der SoC(s) 1204 und/oder Verwaltung von Leistungszuständen der SoC(s) 1204 bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Temperatursensor als Ringoszillator implementiert sein, dessen Ausgangsfrequenz proportional zur Temperatur ist, und die SoC(s) 1204 können Ringoszillatoren verwenden, um Temperaturen von CPU(s) 1206, GPU(s) 1208 und/oder Beschleuniger(n) 1214 zu detektieren. Falls bestimmt wird, dass Temperaturen einen Schwellenwert überschreiten, kann in mindestens einer Ausführungsform ein Booting- und Leistungsverwaltungsprozessor dann in eine Temperaturfehlerroutine eintreten und die SoC(s) 1204 in einen Zustand mit niedrigerer Leistung versetzen und/oder das Fahrzeug 1200 in einen Modus des Fahrens zu einem sicheren Halt versetzen (z. B. das Fahrzeug 1200 zu einem sicheren Halt bringen).In at least one embodiment, one or more of the SoC (s) 1204 any number of processor (s) 1210 (e.g. embedded processors). In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 include a booting and power management processor that may be a dedicated processor and subsystem to handle booting power and management functions and related security enforcement. In at least one embodiment, the booting and power management processor may be part of a booting sequence of the SoC (s) 1204 and provide runtime performance management services. In at least one embodiment, a booting power and management processor can program clock and voltage, assist with transitions of the system to a low power state, manage thermal and temperature sensors of the SoC (s) 1204 and / or management of performance states of the SoC (s) 1204 provide. In at least one embodiment, each temperature sensor can be implemented as a ring oscillator, the output frequency of which is proportional to the temperature, and the SoC (s) 1204 can use ring oscillators to measure temperatures from CPU (s) 1206 , GPU (s) 1208 and / or accelerator (s) 1214 to detect. If it is determined that Temperatures exceed a threshold, in at least one embodiment, a booting and power management processor can then enter a temperature fault routine and the SoC (s) 1204 put in a state with lower power and / or the vehicle 1200 put into a mode of driving to a safe stop (e.g. the vehicle 1200 to a secure hold).
In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 ferner einen Satz von eingebetteten Prozessoren beinhalten, die als Audioverarbeitungs-Engine dienen können, die ein Audioteilsystem sein kann, das eine vollständige Hardware-Unterstützung für Mehrkanal-Audio über mehrere Schnittstellen sowie eine breite und flexible Palette von Audio-E/A-Schnittstellen ermöglicht. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Audioverarbeitungs-Engine ein dedizierter Prozessorkern mit einem digitalen Signalprozessor mit dediziertem RAM.In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 also include a set of embedded processors that can serve as an audio processing engine, which can be an audio subsystem that allows full hardware support for multi-channel audio across multiple interfaces and a wide and flexible range of audio I / O interfaces . In at least one embodiment, an audio processing engine is a dedicated processor core having a digital signal processor with dedicated RAM.
In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 ferner eine stets eingeschaltete Prozessor-Engine beinhalten, die notwendige Hardware-Merkmale zum Unterstützen der Sensorverwaltung bei niedriger Leistung und der Aufweck-Anwendungsfälle bereitstellen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die stets eingeschaltete Prozessor-Engine ohne Einschränkung einen Prozessorkern, einen eng gekoppelten RAM, unterstützende Peripheriegeräte (z. B. Zeitgeber und Unterbrechungssteuerungen), verschiedene E/A-Steuerungsperipheriegeräte und Routing-Logik beinhalten.In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 also include an always-on processor engine that can provide necessary hardware features to support low-power sensor management and wake-up use cases. In at least one embodiment, the always-on processor engine may include, without limitation, a processor core, tightly coupled RAM, supporting peripherals (e.g., timers and interrupt controls), various I / O control peripherals, and routing logic.
In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 ferner eine Sicherheitscluster-Engine beinhalten, die ohne Einschränkung ein dediziertes Prozessorteilsystem zum Handhaben der Sicherheitsverwaltung für Automobilanwendungen beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Sicherheitscluster-Engine ohne Einschränkung zwei oder mehr Prozessorkerne, einen eng gekoppelten RAM, unterstützende Peripheriegeräte (z. B. Zeitgeber, eine Unterbrechungssteuerung usw.) und/oder Routing-Logik beinhalten. In einem Sicherheitsmodus können zwei oder mehr Kerne in mindestens einer Ausführungsform in einem Gleichschrittmodus arbeiten und als einzelner Kern mit einer Vergleichslogik funktionieren, um etwaige Unterschiede zwischen ihren Operationen zu detektieren. In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 ferner eine Echtzeitkamera-Engine beinhalten, die ohne Einschränkung ein dediziertes Prozessorteilsystem zum Handhaben der Echtzeitkameraverwaltung beinhalten kann. In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 ferner einen Signalprozessor mit hohem Dynamikbereich beinhalten, der ohne Einschränkung einen Bildsignalprozessor beinhalten kann, der eine Hardware-Engine ist, die Teil einer Kameraverarbeitungspipeline ist.In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 further include a security cluster engine which includes, without limitation, a dedicated processor subsystem for handling security management for automotive applications. In at least one embodiment, a security cluster engine may include, without limitation, two or more processor cores, tightly coupled RAM, supporting peripherals (e.g., timer, interrupt controller, etc.), and / or routing logic. In a security mode, in at least one embodiment, two or more cores can operate in lockstep mode and function as a single core with comparison logic to detect any differences between their operations. In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 further include a real-time camera engine which may include, without limitation, a dedicated processor subsystem for handling real-time camera management. In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 further include a high dynamic range signal processor which may include, without limitation, an image signal processor which is a hardware engine that is part of a camera processing pipeline.
In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessor(en) 1210 einen Videobildkompositor beinhalten, der ein Verarbeitungsblock sein kann (z. B. auf einem Mikroprozessor implementiert), der Videonachverarbeitungsfunktionen implementiert, die durch eine Videowiedergabeanwendung benötigt werden, um ein endgültiges Bild für das Fenster eines Wiedergabeprogramms zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Videobildkompositor eine Objektivverzeichnungskorrektur an den Weitsichtkamera(s) 1270, Rundumkamera(s) 1274 und/oder kabineninternen Überwachungskamerasensor(en) durchführen. In mindestens einer Ausführungsform werden die kabineninternen Überwachungskamerasensor(en) vorzugsweise durch ein neuronales Netz überwacht, das auf einer anderen Instanz des SoC 1204 läuft und so konfiguriert ist, dass es Ereignisse in der Kabine erkennt und entsprechend reagiert. In mindestens einer Ausführungsform kann ein kabineninternes System ohne Einschränkung Lippenlesen durchführen, um den Mobilfunkdienst zu aktivieren und einen Anruf zu tätigen, E-Mails zu diktieren, ein Ziel des Fahrzeugs zu ändern, ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs und dessen Einstellungen zu aktivieren oder zu ändern oder sprachaktiviertes Surfen im Internet bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform stehen einem Fahrer bestimmte Funktionen zur Verfügung, wenn ein Fahrzeug in einem autonomen Modus betrieben wird, und sind ansonsten deaktiviert.In at least one embodiment, the processor (s) can 1210 a video image composer, which may be a processing block (e.g. implemented on a microprocessor) that implements video post-processing functions required by a video playback application to generate a final image for the window of a playback program. In at least one embodiment, a video composer can apply lens distortion correction to the far-sighted camera (s) 1270 , All-round camera (s) 1274 and / or in-cabin surveillance camera sensor (s). In at least one embodiment, the in-cabin surveillance camera sensor (s) are preferably monitored by a neural network that is located on another instance of the SoC 1204 runs and is configured to detect events in the cabin and react accordingly. In at least one embodiment, an in-cab system can perform lip reading to activate the cellular service and make a call, dictate e-mails, change a destination of the vehicle, activate or change or change an infotainment system of the vehicle and its settings without restriction provide voice-activated surfing on the Internet. In at least one embodiment, certain functions are available to a driver when a vehicle is being operated in an autonomous mode and are otherwise deactivated.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Videobildkompositor eine erweiterte zeitliche Rauschunterdrückung sowohl für die räumliche als auch für die zeitliche Rauschunterdrückung beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform, in der Bewegung in einem Video vorkommt, gewichtet die Rauschunterdrückung zum Beispiel die räumlichen Informationen entsprechend, indem sie die Gewichtungen der Informationen, die durch benachbarte Einzelbilder bereitgestellt werden, verringert. In mindestens einer Ausführungsform, in der ein Bild oder ein Abschnitt eines Bildes keine Bewegung beinhaltet, kann die durch den Videobildkompositor durchgeführte zeitliche Rauschunterdrückung Informationen aus einem vorherigen Bild verwenden, um das Rauschen in einem derzeitigen Bild zu unterdrücken.In at least one embodiment, a video compositor may include enhanced temporal noise reduction for both spatial and temporal noise reduction. For example, in at least one embodiment in which motion occurs in a video, the noise suppression weights the spatial information accordingly by reducing the weighting of the information provided by adjacent individual images. In at least one embodiment where an image or a portion of an image does not include motion, the temporal noise reduction performed by the video image composer may use information from a previous image to reduce noise in a current image.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Videobildkompositor auch so konfiguriert sein, dass er eine Stereoentzerrung an den eingegebenen Stereoobjektiv-Einzelbildern durchführt. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Videobildkompositor ferner für die Benutzerschnittstellenzusammensetzung verwendet werden, wenn ein Desktop des Betriebssystems in Verwendung ist und die GPU(s) 1208 nicht zum kontinuierlichen Rendern neuer Oberflächen erforderlich sind. Wenn die GPU(s) 1208 eingeschaltet sind und aktiv 3D-Rendering durchführen, kann in mindestens einer Ausführungsform ein Videobildkompositor verwendet werden, um die GPU(s) 1208 abzuladen, um die Rechenleistung und Reaktionsfähigkeit zu verbessern.In at least one embodiment, a video image composer can also be configured in such a way that it carries out stereo rectification on the input stereo lens single images. In at least one embodiment, a video compositor may also be responsible for the user interface composition be used when a desktop of the operating system is in use and the GPU (s) 1208 are not required to continuously render new surfaces. When the GPU (s) 1208 are switched on and are actively performing 3D rendering, in at least one embodiment a video image composer can be used to control the GPU (s) 1208 offload to improve computing power and responsiveness.
In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere SoC der SoC(s) 1204 ferner eine serielle Mobile-Industry-Processor-Interface-(„MIPI“-)Kameraschnittstelle zum Empfangen von Videos und Eingaben von Kameras, eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle und/oder einen Videoeingabeblock beinhalten, der für eine Kamera und verwandte Pixeleingabefunktionen verwendet werden kann. In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der SoC(s) 1204 ferner Eingabe/Ausgabe-Steuerung(en) beinhalten, die durch Software gesteuert werden können und zum Empfangen von E/A-Signalen verwendet werden können, die keiner bestimmten Rolle zugewiesen sind.In at least one embodiment, one or more SoCs of the SoC (s) 1204 also include a serial mobile industry processor interface ("MIPI") camera interface for receiving video and input from cameras, a high speed interface, and / or a video input block that can be used for a camera and related pixel input functions. In at least one embodiment, one or more of the SoC (s) 1204 further include input / output controller (s) that can be controlled by software and used to receive I / O signals that are not assigned to a particular role.
In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere SoC der SoC(s) 1204 ferner eine breite Palette von Peripherieschnittstellen beinhalten, um die Kommunikation mit Peripheriegeräten, Audiocodierern/-decodierem („Codecs“), Leistungsverwaltung und/oder anderen Vorrichtungen zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform können die SoC(s) 1204 verwendet werden, um Daten von Kameras (z. B. über Gigabit-Multimedia-Serial-Link- und Ethernet-Kanäle verbunden), Sensoren (z. B. LIDAR-Sensor(en) 1264, RADAR-Sensor(en) 1260 usw., die über Ethernet-Kanäle verbunden sein können), Daten von dem Bus 1202 (z. B. Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1200, Lenkradposition usw.), Daten von GNSS-Sensor(en) 1258 (z. B. über einen Ethernet-Bus oder einen CAN-Bus verbunden) usw. zu verarbeiten. In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere SoC der SoC(s) 1204 ferner dedizierte Massenspeichersteuerungen mit hoher Rechenleistung beinhalten, die eigene DMA-Engines beinhalten können und die verwendet werden können, um CPU(s) 1206 routinemäßige Datenverwaltungs-Tasks abzunehmen.In at least one embodiment, one or more SoCs of the SoC (s) 1204 also include a wide variety of peripheral interfaces to enable communication with peripheral devices, audio encoders / decoders ("Codecs"), power management, and / or other devices. In at least one embodiment, the SoC (s) can 1204 used to collect data from cameras (e.g. connected via gigabit multimedia serial link and Ethernet channels), sensors (e.g. LIDAR sensor (s) 1264 , RADAR sensor (s) 1260 etc., which may be connected via Ethernet channels), data from the bus 1202 (e.g. the speed of the vehicle 1200 Steering wheel position etc.), data from GNSS sensor (s) 1258 (e.g. connected via an Ethernet bus or a CAN bus) etc. In at least one embodiment, one or more SoCs of the SoC (s) 1204 also contain dedicated mass storage controllers with high computing power, which can contain their own DMA engines and which can be used to control CPU (s) 1206 Relieve routine data management tasks.
In mindestens einer Ausführungsform können die SoC(s) 1204 eine Ende-zu-Ende-Plattform mit einer flexiblen Architektur sein, die die Automatisierungslevels 3-5 überspannt und dadurch eine umfassende funktionelle Sicherheitsarchitektur bereitstellt, die Techniken des maschinellen Sehens und des ADAS für Diversität und Redundanz ausnutzt und effizient einsetzt und eine Plattform für einen flexiblen, zuverlässigen Fahrsoftwarestapel zusammen mit Deep-Learning-Werkzeugen bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform können die SoC(s) 1204 schneller, zuverlässiger und sogar energieeffizienter und platzeffizienter sein als herkömmliche Systeme. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform der/die Beschleuniger 1214, wenn sie mit den CPU(s) 1206, GPU(s) 1208 und Datenspeicher(n) 1216 kombiniert sind, eine schnelle, effiziente Plattform für autonome Fahrzeuge der Levels 3-5 bereitstellen.In at least one embodiment, the SoC (s) can 1204 be an end-to-end platform with a flexible architecture that spans automation levels 3-5 and thus provides a comprehensive functional security architecture that uses machine vision and ADAS techniques for diversity and redundancy and uses them efficiently and a platform for one provides flexible, reliable stacks of driving software along with deep learning tools. In at least one embodiment, the SoC (s) can 1204 be faster, more reliable and even more energy-efficient and space-efficient than conventional systems. For example, in at least one embodiment, the accelerator (s) 1214 when using the CPU (s) 1206 , GPU (s) 1208 and data memory (s) 1216 are combined to provide a fast, efficient platform for autonomous vehicles of levels 3-5.
In mindestens einer Ausführungsform können Algorithmen des maschinellen Sehens auf CPUs ausgeführt werden, die unter Verwendung einer Programmiersprache auf hohem Level, wie etwa C, konfiguriert werden können, um eine große Vielfalt von Verarbeitungsalgorithmen über eine große Vielfalt von visuellen Daten auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform sind die CPUs jedoch oft nicht dazu in der Lage, die Rechenleistungsanforderungen vieler Anwendungen des maschinellen Sehens zu erfüllen, wie zum Beispiel in Bezug auf die Ausführungszeit und den Leistungsverbrauch. In mindestens einer Ausführungsform sind viele CPUs nicht dazu in der Lage, komplexe Objektdetektionsalgorithmen in Echtzeit auszuführen, die in fahrzeuginternen ADAS-Anwendungen und in praktischen autonomen Fahrzeugen der Levels 3-5 verwendet werden.In at least one embodiment, machine vision algorithms can be executed on CPUs that can be configured using a high level programming language such as C to execute a wide variety of processing algorithms over a wide variety of visual data. However, in at least one embodiment, the CPUs are often unable to meet the computing power requirements of many machine vision applications, such as execution time and power consumption. In at least one embodiment, many CPUs are incapable of executing in real time complex object detection algorithms used in in-vehicle ADAS applications and in practical Level 3-5 autonomous vehicles.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es, dass mehrere neuronale Netze simultan und/oder sequenziell durchgeführt und die Ergebnisse miteinander kombiniert werden, um eine autonome Fahrfunktionalität der Levels 3-5 zu ermöglichen. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform ein CNN, das auf einem DLA oder einer diskreten GPU (z. B. GPU(s) 1220) ausgeführt wird, eine Text- und Worterkennung beinhalten, die das Lesen und Verstehen von Verkehrsschildern ermöglicht, einschließlich Schildern, für die ein neuronales Netz nicht speziell trainiert worden ist. In mindestens einer Ausführungsform kann ein DLA ferner ein neuronales Netz beinhalten, das dazu in der Lage ist, ein Zeichen zu identifizieren, zu interpretieren und ein semantisches Verständnis davon bereitzustellen und dieses semantische Verständnis an Pfadplanungsmodule weiterzugeben, die auf einem CPU-Komplex laufen.The embodiments described herein make it possible for several neural networks to be carried out simultaneously and / or sequentially and for the results to be combined with one another in order to enable autonomous driving functionality of levels 3-5. For example, in at least one embodiment, a CNN running on a DLA or a discrete GPU (e.g., GPU (s) 1220 ), contain text and word recognition that enable the reading and understanding of traffic signs, including signs for which a neural network has not been specially trained. In at least one embodiment, a DLA may further include a neural network capable of identifying, interpreting, and providing a semantic understanding of a character and communicating that semantic understanding to path planning modules running on a CPU complex.
In mindestens einer Ausführungsform können mehrere neuronale Netze simultan ausgeführt werden, wie für das Fahren bei Level 3, 4 oder 5. In mindestens einer Ausführungsform kann zum Beispiel ein Warnschild mit der Aufschrift „Vorsicht: Blinkende Lichter weisen auf Vereisung hin“ zusammen mit einem elektrischen Licht durch mehrere neuronale Netze unabhängig oder gemeinsam interpretiert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein derartiges Warnschild selbst durch ein erstes eingesetztes neuronales Netz (z. B. ein neuronales Netz, das trainiert wurde) als Verkehrsschild identifiziert werden und ein Text „Blinkende Lichter weisen auf Vereisung hin“ kann durch ein zweites eingesetztes neuronales Netz interpretiert werden, das eine Pfadplanungssoftware des Fahrzeugs (die vorzugsweise auf einem CPU-Komplex ausgeführt wird) darüber informiert, dass, wenn blinkende Lichter detektiert werden, Vereisung vorliegt. In mindestens einer Ausführungsform kann ein blinkendes Licht identifiziert werden, indem ein drittes eingesetztes neuronales Netz über mehrere Einzelbilder hinweg betrieben wird, das eine Pfadplanungssoftware des Fahrzeugs über ein Vorhandensein (oder ein Nichtvorhandensein) von blinkenden Lichtern informiert. In mindestens einer Ausführungsform können alle drei neuronalen Netze simultan laufen, wie etwa innerhalb eines DLA und/oder auf GPU(s) 1208.In at least one embodiment, several neural networks can be carried out simultaneously, as for driving at level 3, 4 or 5. In at least one embodiment, for example, a warning sign with the words "Caution: Flashing lights indicate icing “can be interpreted together with an electric light by several neural networks independently or together. In at least one embodiment, such a warning sign can itself be identified as a traffic sign by a first neural network used (e.g. a neural network that has been trained) and a text “Flashing lights indicate icing” can be identified by a second neural network used be interpreted that a path planning software of the vehicle (which is preferably executed on a CPU complex) informs that if flashing lights are detected, there is icing. In at least one embodiment, a flashing light can be identified by operating a third deployed neural network over a number of individual images, which informs path planning software of the vehicle of the presence (or absence) of flashing lights. In at least one embodiment, all three neural networks can run simultaneously, such as within a DLA and / or on GPU (s) 1208 .
In mindestens einer Ausführungsform kann ein CNN zur Gesichtserkennung und Fahrzeugbesitzeridentifizierung Daten von Kamerasensoren verwenden, um das Vorhandensein eines autorisierten Fahrers und/oder Besitzers des Fahrzeugs 1200 zu identifizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann eine stets eingeschaltete Sensorverarbeitungs-Engine verwendet werden, um ein Fahrzeug zu entriegeln, wenn sich ein Besitzer einer Fahrertür nähert und Lichter einschaltet, und um in einem Sicherheitsmodus ein derartiges Fahrzeug zu deaktivieren, wenn ein Besitzer ein derartiges Fahrzeug verlässt. Auf diese Weise stellen die SoC(s) 1204 Sicherheit gegen Diebstahl und/oder Carjacking bereit.In at least one embodiment, a facial recognition and vehicle owner identification CNN may use data from camera sensors to determine the presence of an authorized driver and / or owner of the vehicle 1200 to identify. In at least one embodiment, an always-on sensor processing engine can be used to unlock a vehicle when an owner approaches a driver's door and turns on lights, and to deactivate such vehicle in a security mode when an owner exits such vehicle. In this way the SoC (s) 1204 Security against theft and / or carjacking ready.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein CNN zur Detektion und Identifizierung von Einsatzfahrzeugen Daten von Mikrofonen 1296 verwenden, um Sirenen von Einsatzfahrzeugen zu detektieren und zu identifizieren. In mindestens einer Ausführungsform verwenden die SoC(s) 1204 ein CNN zum Klassifizieren von Umgebungs- und Stadtgeräuschen sowie zum Klassifizieren von visuellen Daten. In mindestens einer Ausführungsform wird ein CNN, das auf einem DLA läuft, dafür trainiert, eine relative Annäherungsgeschwindigkeit eines Einsatzfahrzeugs zu identifizieren (z. B. durch Verwenden eines Dopplereffekts). In mindestens einer Ausführungsform kann ein CNN auch dafür trainiert werden, Einsatzfahrzeuge zu identifizieren, die für ein lokales Gebiet, in dem ein Fahrzeug betrieben wird, spezifisch sind, wie durch die GNSS-Sensor(en) 1258 identifiziert. In mindestens einer Ausführungsform versucht ein CNN, wenn es in Europa betrieben wird, europäische Sirenen zu detektieren, und in Nordamerika versucht ein CNN, nur nordamerikanische Sirenen zu identifizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann, sobald ein Einsatzfahrzeug detektiert wird, ein Steuerprogramm verwendet werden, um mit der Hilfe der Ultraschallsensor(en) 1262 eine Sicherheitsroutine für Einsatzfahrzeuge auszuführen, um ein Fahrzeug zu verlangsamen, an einen Straßenrand zu fahren, ein Fahrzeug zu parken und/oder ein Fahrzeug im Leerlauf laufen zu lassen, bis die Einsatzfahrzeuge vorbeigefahren sind.In at least one embodiment, a CNN can use microphones to detect and identify emergency vehicles 1296 used to detect and identify sirens from emergency vehicles. In at least one embodiment, the SoC (s) use 1204 a CNN for classifying ambient and city sounds as well as classifying visual data. In at least one embodiment, a CNN running on a DLA is trained to identify a relative approach speed of an emergency vehicle (e.g., by using a Doppler effect). In at least one embodiment, a CNN may also be trained to identify emergency vehicles that are specific to a local area in which a vehicle is operating, as indicated by the GNSS sensor (s). 1258 identified. In at least one embodiment, when a CNN is operating in Europe, it tries to detect European sirens, and in North America, a CNN tries to identify only North American sirens. In at least one embodiment, as soon as an emergency vehicle is detected, a control program can be used to use the ultrasonic sensor (s) 1262 execute an emergency vehicle safety routine to slow a vehicle, pull to a roadside, park a vehicle, and / or idle a vehicle until the emergency vehicles have passed.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 CPU(s) 1218 (z. B. diskrete CPU(s) oder dCPU(s)) beinhalten, die über eine Hochgeschwindigkeitszusammenschaltung (z. B. PCIe) an die SoC(s) 1204 gekoppelt sein können. In mindestens einer Ausführungsform können die CPU(s) 1218 zum Beispiel einen X86-Prozessor beinhalten. Die CPU(s) 1218 können dazu verwendet werden, eine beliebige einer Vielfalt von Funktionen durchzuführen, einschließlich zum Beispiel des Vermittelns potenziell inkonsistenter Ergebnisse zwischen ADAS-Sensoren und SoC(s) 1204 und/oder des Überwachens des Status und Zustands der Steuerung(en) 1236 und/oder eines Infotainmentsystems auf einem Chip („Infotainment-SoC“) 1230.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 CPU (s) 1218 (e.g. discrete CPU (s) or dCPU (s)) that are connected to the SoC (s) via high-speed interconnection (e.g. PCIe) 1204 can be coupled. In at least one embodiment, the CPU (s) can 1218 for example include an X86 processor. The CPU (s) 1218 can be used to perform any of a variety of functions including, for example, relaying potentially inconsistent results between ADAS sensors and SoC (s) 1204 and / or monitoring the status and condition of the controller (s) 1236 and / or an infotainment system on a chip ("Infotainment SoC") 1230 .
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 GPU(s) 1220 (z. B. diskrete GPU(s) oder dGPU(s)) beinhalten, die über eine Hochgeschwindigkeitszusammenschaltung (z. B. NVLINK-Kanal von NVIDIA) an die SoC(s) 1204 gekoppelt sein können. In mindestens einer Ausführungsform können die GPU(s) 1220 eine zusätzliche Funktionalität für künstliche Intelligenz bereitstellen, wie etwa durch Ausführen redundanter und/oder unterschiedlicher neuronaler Netze, und sie können zum Trainieren und/oder Aktualisieren neuronaler Netze mindestens zum Teil auf Grundlage von Eingaben (z. B. Sensordaten) von Sensoren eines Fahrzeugs 1200 verwendet werden.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 GPU (s) 1220 (e.g. discrete GPU (s) or dGPU (s)) connected to the SoC (s) via high-speed interconnection (e.g. NVLINK channel from NVIDIA) 1204 can be coupled. In at least one embodiment, the GPU (s) can 1220 provide additional functionality for artificial intelligence, such as by running redundant and / or different neural networks, and they can be used to train and / or update neural networks based at least in part on inputs (e.g. sensor data) from sensors of a vehicle 1200 be used.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner die Netzschnittstelle 1224 beinhalten, die ohne Einschränkung drahtlose Antenne(n) 1226 beinhalten kann (z. B. eine oder mehrere drahtlose Antennen für unterschiedliche Kommunikationsprotokolle, wie etwa eine Mobilfunkantenne, eine Bluetooth-Antenne usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann die Netzschnittstelle 1224 verwendet werden, um eine drahtlose Verbindungsfähigkeit mit Internet-Cloud-Diensten (z. B. mit Server(n) und/oder anderen Netzvorrichtungen), mit anderen Fahrzeugen und/oder mit Rechenvorrichtungen (z. B. Client-Vorrichtungen von Fahrgästen) zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann zum Kommunizieren mit anderen Fahrzeugen eine direkte Verknüpfung zwischen dem Fahrzeug 120 und einem anderen Fahrzeug hergestellt werden und/oder eine indirekte Verknüpfung (z. B. über Netze und über das Internet) hergestellt werden. In mindestens einer Ausführungsform können direkte Verknüpfungen unter Verwendung einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsverknüpfung bereitgestellt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsverknüpfung dem Fahrzeug 1200 Informationen über Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs 1200 bereitstellen (z. B. Fahrzeuge vor, neben und/oder hinter dem Fahrzeug 1200). In mindestens einer Ausführungsform kann eine derartige vorgenannte Funktionalität Teil einer kooperativen adaptiven Geschwindigkeitssteuerungsfunktionalität des Fahrzeugs 1200 sein.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 also the network interface 1224 include, without limitation, wireless antenna (s) 1226 may include (e.g. one or more wireless antennas for different communication protocols, such as a cellular antenna, a Bluetooth antenna, etc.). In at least one embodiment, the network interface 1224 can be used to provide wireless connectivity to internet cloud services (e.g. to server (s) and / or other network devices), to other vehicles and / or to computing devices (e.g. to passenger client devices) enable. In at least one embodiment, a direct link between the vehicle can be used to communicate with other vehicles 120 and another vehicle and / or an indirect link (e.g. via networks and via the Internet) can be established. In at least one embodiment, direct links can be provided using a vehicle-to-vehicle communication link. In at least one embodiment, a Vehicle-to-vehicle communication link the vehicle 1200 Information about vehicles in the vicinity of the vehicle 1200 provide (e.g. vehicles in front of, next to and / or behind the vehicle 1200 ). In at least one embodiment, such aforementioned functionality can be part of a cooperative adaptive speed control functionality of the vehicle 1200 being.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Netzschnittstelle 1224 ein SoC beinhalten, das eine Modulations- und Demodulationsfunktionalität bereitstellt und es den Steuerung(en) 1236 ermöglicht, über drahtlose Netze zu kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Netzschnittstelle 1224 ein Hochfrequenz-Frontend für die Aufwärtskonvertierung vom Basisband auf die Hochfrequenz und die Abwärtskonvertierung von der Hochfrequenz auf das Basisband beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Frequenzkonvertierungen auf eine beliebige technisch machbare Weise durchgeführt werden. Frequenzkonvertierungen könnten zum Beispiel durch hinreichend bekannte Prozesse und/oder unter Verwendung von Überlagerungsprozessen durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Hochfrequenz-Frontend-Funktionalität durch einen separaten Chip bereitgestellt sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Netzschnittstellen eine drahtlose Funktionalität zum Kommunizieren über LTE, WCDMA, UMTS, GSM, CDMA2000, Bluetooth, Bluetooth LE, Wi-Fi, Z-Wave, ZigBee, LoRaWAN und/oder andere drahtlose Protokolle beinhalten.In at least one embodiment, the network interface 1224 contain a SoC, which provides a modulation and demodulation functionality and it to the controller (s) 1236 enables communication via wireless networks. In at least one embodiment, the network interface 1224 Include a high frequency front end for upconverting from baseband to high frequency and down converting from high frequency to baseband. In at least one embodiment, frequency conversions can be performed in any technically feasible manner. Frequency conversions could be performed, for example, by well known processes and / or using overlay processes. In at least one embodiment, the high-frequency front-end functionality can be provided by a separate chip. In at least one embodiment, the network interfaces can include wireless functionality for communicating via LTE, WCDMA, UMTS, GSM, CDMA2000, Bluetooth, Bluetooth LE, Wi-Fi, Z-Wave, ZigBee, LoRaWAN and / or other wireless protocols.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner einen oder mehrere Datenspeicher 1228 beinhalten, die ohne Einschränkung chipexternen (z. B. außerhalb der SoC(s) 1204 liegenden) Speicher beinhalten können. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Datenspeicher 1228 ohne Einschränkung ein oder mehrere Speicherelemente beinhalten, darunter RAM, SRAM, dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random-access memory - „DRAM“), Video-Direktzugriffsspeicher (video random-access memory - „VRAM“), Flash-Speicher, Festplatten und/oder andere Komponenten und/oder Vorrichtungen, die mindestens ein Datenbit speichern können.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 furthermore one or more data memories 1228 include the chip-external (e.g. outside of the SoC (s) 1204 lying) memory. In at least one embodiment, the data store (s) can 1228 include, without limitation, one or more storage elements including RAM, SRAM, dynamic random-access memory ("DRAM"), video random-access memory ("VRAM"), flash memory, hard drives, and / or other components and / or devices that can store at least one bit of data.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner GNSS-Sensor(en) 1258 (z. B. GPS- und/oder unterstützte GPS-Sensoren) beinhalten, um bei Funktionen zur Kartierung, Wahrnehmung, Erzeugung des Belegungsgitters und/oder Pfadplanung zu helfen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von GNSS-Sensor(en) 1258 verwendet werden, einschließlich zum Beispiel und ohne Einschränkung eines GPS unter Verwendung eines USB-Steckers mit einer Ethernet-zu-Seriell-Brücke (z. B. RS-232-Brücke).In at least one embodiment, the vehicle can 1200 also GNSS sensor (s) 1258 (e.g. GPS and / or assisted GPS sensors) to aid with functions for mapping, perception, generation of the occupancy grid and / or path planning. In at least one embodiment, any number of GNSS sensor (s) 1258 including, for example and without limitation, a GPS using a USB connector with an ethernet-to-serial bridge (e.g., RS-232 bridge).
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner RADAR-Sensor(en) 1260 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die RADAR-Sensor(en) 1260 durch das Fahrzeug 1200 zur Fahrzeugdetektion mit großer Reichweite verwendet werden, auch bei Dunkelheit und/oder schlechten Wetterbedingungen. In mindestens einer Ausführungsform können die RADAR-Funktionssicherheitslevel ASIL B sein. In mindestens einer Ausführungsform können die RADAR-Sensor(en) 1260 einen CAN-Bus und/oder den Bus 1202 (z. B. zum Übertragen der durch die RADAR-Sensor(en) 1260 erzeugten Daten) zum Steuern von und Zugriff auf Objektverfolgungsdaten verwenden, wobei in einigen Beispielen Zugriff auf Ethernet-Kanäle zum Zugreifen auf Rohdaten besteht. In mindestens einer Ausführungsform kann eine große Vielfalt von RADAR-Sensortypen verwendet werden. Zum Beispiel und ohne Einschränkung können die RADAR-Sensor(en) 1260 für die Verwendung als Front-, Heck- und Seiten-RADAR geeignet sein. In mindestens einer Ausführungsform handelt es sich bei einem oder mehreren Sensoren der RADAR-Sensor(en) 1260 um einen Impuls-Doppler-RADAR-Sensor.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 furthermore RADAR sensor (s) 1260 include. In at least one embodiment, the RADAR sensor (s) can 1260 through the vehicle 1200 can be used for vehicle detection with a long range, even in darkness and / or bad weather conditions. In at least one embodiment, the RADAR functional safety level can be ASIL B. In at least one embodiment, the RADAR sensor (s) can 1260 a CAN bus and / or the bus 1202 (e.g. to transmit the data generated by the RADAR sensor (s) 1260 generated data) to control and access object tracking data, with Ethernet channels being accessed to access raw data in some examples. In at least one embodiment, a wide variety of RADAR sensor types can be used. For example and without limitation, the RADAR sensor (s) 1260 be suitable for use as a front, rear and side RADAR. In at least one embodiment, one or more sensors are the RADAR sensor (s) 1260 a pulse Doppler RADAR sensor.
In mindestens einer Ausführungsform können die RADAR-Sensor(en) 1260 unterschiedliche Konfigurationen beinhalten, wie etwa mit großer Reichweite und schmalem Sichtfeld, mit geringer Reichweite und breitem Sichtfeld, mit seitlicher Abdeckung mit kurzer Reichweite usw. In mindestens einer Ausführungsform kann das RADAR mit großer Reichweite für die adaptive Geschwindigkeitssteuerungsfunktionalität verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können RADAR-Systeme mit großer Reichweite ein breites Sichtfeld bereitstellen, das durch zwei oder mehr unabhängige Scans realisiert wird, wie etwa innerhalb einer Reichweite von 250 m (Metern). In mindestens einer Ausführungsform können die RADAR-Sensor(en) 1260 dabei helfen, zwischen statischen und sich bewegenden Objekten zu unterscheiden, und durch das ADAS-System 1238 für den Notbremsassistenten und die Vorwärtskollisionswarnung verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Sensor(en) 1260, die in einem RADARSystem mit großer Reichweite enthalten sind, ohne Einschränkung ein monostatisches multimodales RADAR mit mehreren (z. B. sechs oder mehr) festen RADAR-Antennen und einer Hochgeschwindigkeits-CAN- und FlexRay-Schnittstelle beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform mit sechs Antennen können vier zentrale Antennen ein fokussiertes Strahlenmuster erzeugen, das dazu ausgestaltet ist, die Umgebung des Fahrzeugs 1200 bei höheren Geschwindigkeiten mit minimalen Störungen durch den Verkehr auf den benachbarten Fahrspuren aufzuzeichnen. In mindestens einer Ausführungsform können zwei weitere Antennen das Sichtfeld erweitern, wodurch es möglich ist, Fahrzeuge, die in eine Fahrspur des Fahrzeugs 1200 einfahren oder diese verlassen, schnell zu detektieren.In at least one embodiment, the RADAR sensor (s) can 1260 include different configurations such as long range and narrow field of view, short range and wide field of view, short range side coverage, etc. In at least one embodiment, the long range RADAR can be used for adaptive cruise control functionality. In at least one embodiment, long range RADAR systems can provide a wide field of view realized by two or more independent scans, such as within a range of 250 meters. In at least one embodiment, the RADAR sensor (s) can 1260 help distinguish between static and moving objects, and through the ADAS system 1238 can be used for emergency braking and forward collision warning. In at least one embodiment, the sensor (s) can 1260 included in a long-range RADAR system, including, without limitation, a monostatic multimodal RADAR with several (e.g. six or more) fixed RADAR antennas and a high-speed CAN and FlexRay interface. In at least one embodiment with six antennas, four central antennas can generate a focused beam pattern that is designed to encompass the surroundings of the vehicle 1200 at higher Record speeds with minimal interference from traffic in adjacent lanes. In at least one embodiment, two further antennas can expand the field of view, which makes it possible to detect vehicles that are in a lane of the vehicle 1200 drive in or leave it, to be detected quickly.
In mindestens einer Ausführungsform können RADAR-Systeme mit mittlerer Reichweite beispielsweise eine Reichweite von bis zu 160 m (vorne) oder 80 m (hinten) und ein Sichtfeld von bis zu 42 Grad (vorne) oder 150 Grad (hinten) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können RADAR-Systeme mit kurzer Reichweite ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl von RADAR-Sensor(en) 1260 beinhalten, die für die Installation an beiden Enden eines hinteren Stoßfängers ausgestaltet sind. Wenn das RADAR-Sensorsystem an beiden Enden eines hinteren Stoßfängers installiert ist, kann es in mindestens einer Ausführungsform zwei Strahlen erzeugen, die tote Winkel in einer rückwärtigen Richtung und neben einem Fahrzeug konstant überwachen. In mindestens einer Ausführungsform können RADAR-Systeme mit kurzer Reichweite in dem ADAS-System 1238 zur Detektion des toten Winkels und/oder zur Spurwechselassistenz verwendet werden.For example, in at least one embodiment, medium-range RADAR systems can include a range of up to 160 m (front) or 80 m (rear) and a field of view of up to 42 degrees (front) or 150 degrees (rear). In at least one embodiment, short-range RADAR systems can use any number of RADAR sensor (s) without limitation. 1260 that are designed for installation at both ends of a rear bumper. In at least one embodiment, when the RADAR sensor system is installed at both ends of a rear bumper, it can generate two beams that constantly monitor blind spots in a rearward direction and beside a vehicle. In at least one embodiment, short range RADAR systems can be integrated into the ADAS system 1238 can be used to detect the blind spot and / or to assist you in changing lanes.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner Ultraschallsensor(en) 1262 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Ultraschallsensor(en) 1262, die an einer vorderen, einer hinteren und/oder seitlichen Stelle des Fahrzeugs 1200 positioniert sein können, für die Einparkhilfe und/oder zum Erstellen und Aktualisieren eines Belegungsgitters verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine große Vielfalt von Ultraschallsensor(en) 1262 verwendet werden und können unterschiedliche Ultraschallsensor(en) 1262 für unterschiedliche Detektionsreichweiten (z. B. 2,5 m, 4 m) verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Ultraschallsensor(en) 1262 bei funktionellen Sicherheitslevels von ASIL B betrieben werden.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 further ultrasonic sensor (s) 1262 include. In at least one embodiment, the ultrasonic sensor (s) can 1262 at a front, a rear and / or side of the vehicle 1200 can be positioned, used for the parking aid and / or to create and update an occupancy grid. In at least one embodiment, a wide variety of ultrasonic sensor (s) 1262 can be used and different ultrasonic sensor (s) 1262 can be used for different detection ranges (e.g. 2.5 m, 4 m). In at least one embodiment, the ultrasonic sensor (s) can 1262 operated at functional safety levels of ASIL B.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 LIDAR-Sensor(en) 1264 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die LIDAR-Sensor(en) 1264 zur Objekt- und Fußgängerdetektion, Notbremsung, Kollisionsvermeidung und/oder für andere Funktionen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die LIDAR-Sensor(en) 1264 bei dem funktionellen Sicherheitslevel ASIL B betrieben werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 mehrere LIDAR-Sensoren 1264 (z. B. zwei, vier, sechs usw.) beinhalten, die einen Ethernet-Kanal verwenden können (um z. B. einem Gigabit-Ethernet-Switch Daten bereitzustellen).In at least one embodiment, the vehicle can 1200 LIDAR sensor (s) 1264 include. In at least one embodiment, the LIDAR sensor (s) can 1264 can be used for object and pedestrian detection, emergency braking, collision avoidance and / or for other functions. In at least one embodiment, the LIDAR sensor (s) can 1264 operated at the functional safety level ASIL B. In at least one embodiment, the vehicle can 1200 several LIDAR sensors 1264 (e.g. two, four, six, etc.) that can use an Ethernet channel (e.g. to provide data to a Gigabit Ethernet switch).
In mindestens einer Ausführungsform können die LIDAR-Sensor(en) 1264 dazu in der Lage sein, eine Liste von Objekten und deren Abstände für ein 360-Grad-Sichtfeld bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform können handelsübliche LIDAR-Sensor(en) 1264 zum Beispiel eine beworbene Reichweite von ungefähr 100 m aufweisen, mit einer Genauigkeit von 2 cm bis 3 cm und mit Unterstützung für eine 100 Mbps-Ethernet-Verbindung. In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere nicht hervorstehende LIDAR-Sensoren verwendet werden. In einer derartigen Ausführungsform können die LIDAR-Sensor(en) 1264 eine kleine Vorrichtung beinhalten, die in eine vordere, eine hintere, eine seitliche Stelle und/oder eine Eckstelle des Fahrzeugs 1200 eingebettet sein kann. In mindestens einer Ausführungsform können die LIDAR-Sensor(en) 1264 in einer derartigen Ausführungsform ein horizontales Sichtfeld von bis zu 120 Grad und ein vertikales Sichtfeld von bis zu 35 Grad mit einer Reichweite von 200 m selbst bei Objekten mit niedrigem Reflexionsvermögen bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform können die an der Front montierte(n) LIDAR-Sensor(en) 1264 für ein horizontales Sichtfeld zwischen 45 Grad und 135 Grad konfiguriert sein.In at least one embodiment, the LIDAR sensor (s) can 1264 be able to provide a list of objects and their distances for a 360 degree field of view. In at least one embodiment, commercially available LIDAR sensor (s) 1264 for example, have an advertised range of approximately 100 m, with an accuracy of 2 cm to 3 cm, and with support for a 100 Mbps Ethernet connection. In at least one embodiment, one or more non-protruding lidar sensors can be used. In such an embodiment, the LIDAR sensor (s) 1264 Include a small device that fits into a front, rear, side and / or corner of the vehicle 1200 can be embedded. In at least one embodiment, the LIDAR sensor (s) can 1264 in such an embodiment, provide a horizontal field of view of up to 120 degrees and a vertical field of view of up to 35 degrees with a range of 200 meters even for low reflectivity objects. In at least one embodiment, the front-mounted LIDAR sensor (s) 1264 be configured for a horizontal field of view between 45 degrees and 135 degrees.
In mindestens einer Ausführungsform können auch LIDAR-Technologien, wie etwa 3D-Flash-LIDAR, verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform verwendet 3D-Flash-LIDAR einen Laserblitz als Übertragungsquelle, um die Umgebung des Fahrzeugs 1200 bis zu ungefähr 200 m zu erleuchten. In mindestens einer Ausführungsform umfasst eine Flash-LIDAR-Einheit ohne Einschränkung einen Rezeptor, der die Laserimpuls-Laufzeit und das reflektierte Licht an jedem Pixel aufzeichnet, was wiederum einer Reichweite von dem Fahrzeug 1200 zu Objekten entspricht. In mindestens einer Ausführungsform kann Flash-LIDAR ermöglichen, dass mit jedem Laserblitz hochgenaue und verzeichnungsfreie Bilder der Umgebung erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform können vier Flash-LIDAR-Sensoren eingesetzt werden, einer an jeder Seite des Fahrzeugs 1200. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten 3D-Flash-LIDAR-Systeme ohne Einschränkung eine Festkörper-3D-Staring-Array-LIDAR-Kamera ohne bewegliche Teile außer einem Lüfter (z. B. eine nicht scannende LIDAR-Vorrichtung). In mindestens einer Ausführungsform kann die Flash-LIDAR-Vorrichtung einen 5-Nanosekunden-Laserimpuls der Klasse I (augensicher) pro Bild verwenden und das reflektierte Laserlicht als 3D-Reichweitenpunktwolke und gemeinsam registrierte Intensitätsdaten erfassen.In at least one embodiment, lidar technologies such as 3D flash lidar can also be used. In at least one embodiment, 3-D Flash LIDAR uses a laser flash as a source of transmission to the surroundings of the vehicle 1200 to illuminate up to about 200 m. In at least one embodiment, a flash LIDAR unit includes, without limitation, a receptor that records the laser pulse transit time and the reflected light at each pixel, which in turn represents a range of the vehicle 1200 corresponds to objects. In at least one embodiment, flash LIDAR can enable highly precise and distortion-free images of the environment to be generated with each laser flash. In at least one embodiment, four flash lidar sensors can be used, one on each side of the vehicle 1200 . In at least one embodiment, 3D flash lidar systems include, without limitation, a solid state, 3D staring array lidar camera with no moving parts other than a fan (e.g., a non-scanning lidar device). In at least one embodiment, the flash LIDAR device can use a 5 nanosecond class I laser pulse (eye-safe) per image and capture the reflected laser light as a 3D range point cloud and jointly registered intensity data.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner IMU-Sensor(en) 1266 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die IMU-Sensor(en) 1266 in einer Mitte einer Hinterachse des Fahrzeugs 1200 angeordnet sein. In mindestens einer Ausführungsform können die IMU-Sensor(en) 1266 zum Beispiel und ohne Einschränkung (einen) Beschleunigungsmesser, (ein) Magnetometer, Gyroskop(e), einen Magnetkompass, Magnetkompasse und/oder andere Sensortypen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform, wie etwa bei sechsachsigen Anwendungen, können die IMU-Sensor(en) 1266 ohne Einschränkung Beschleunigungsmesser und Gyroskope beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform, wie etwa bei neunachsigen Anwendungen, können die IMU-Sensor(en) 1266 ohne Einschränkung Beschleunigungsmesser, Gyroskope und Magnetometer beinhalten.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 furthermore IMU sensor (s) 1266 include. In at least one embodiment, the IMU sensor (s) can 1266 in a center of a rear axle of the vehicle 1200 be arranged. In at least one embodiment, the IMU sensor (s) can 1266 for example, and without limitation, accelerometer (s), magnetometer (s), gyroscope (s), magnetic compass, magnetic compass (s), and / or other types of sensors. In at least one embodiment, such as in six-axis applications, the IMU sensor (s) can 1266 include, without limitation, accelerometers and gyroscopes. In at least one embodiment, such as in nine-axis applications, the IMU sensor (s) can 1266 include, without limitation, accelerometers, gyroscopes, and magnetometers.
In mindestens einer Ausführungsform können die IMU-Sensor(en) 1266 als miniaturisiertes GPS-gestütztes Trägheitsnavigationssystem (GPS-Aided Inertial Navigation System - „GPS/INS“) mit hoher Rechenleistung implementiert sein, das Trägheitssensoren von mikroelektromechanischen Systemen (micro-electro-mechanical systems - „MEMS“), einen hochempfindlichen GPS-Empfänger und weiterentwickelte Kalman-Filteralgorithmen kombiniert, um Schätzungen von Position, Geschwindigkeit und Lage bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform können die IMU-Sensor(en) 1266 es dem Fahrzeug 1200 ermöglichen, seinen Kurs zu schätzen, ohne dass Eingaben von einem Magnetsensor erforderlich sind, indem Änderungen der Geschwindigkeit direkt von einem GPS beobachtet und an die IMU-Sensor(en) 1266 korreliert werden. In mindestens einer Ausführungsform können die IMU-Sensor(en) 1266 und GNSS-Sensor(en) 1258 in einer einzelnen integrierten Einheit kombiniert sein.In at least one embodiment, the IMU sensor (s) can 1266 be implemented as a miniaturized GPS-based inertial navigation system (GPS-Aided Inertial Navigation System - "GPS / INS") with high computing power, the inertial sensors of micro-electro-mechanical systems (micro-electro-mechanical systems - "MEMS"), a highly sensitive GPS receiver and advanced Kalman filter algorithms combined to provide estimates of position, speed and attitude. In at least one embodiment, the IMU sensor (s) can 1266 it to the vehicle 1200 allow you to estimate your course without the need for input from a magnetic sensor by observing changes in speed directly from a GPS and feeding it to the IMU sensor (s) 1266 be correlated. In at least one embodiment, the IMU sensor (s) can 1266 and GNSS sensor (s) 1258 be combined in a single integrated unit.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 Mikrofon(e) 1296 beinhalten, die in dem und/oder um das Fahrzeug 1200 herum platziert sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Mikrofon(e) 1296 unter anderem zur Detektion und Identifizierung von Einsatzfahrzeugen verwendet werden.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 Microphone (s) 1296 include those in and / or around the vehicle 1200 are placed around. In at least one embodiment, the microphone (s) can 1296 can be used, among other things, for the detection and identification of emergency vehicles.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner eine beliebige Anzahl von Kameratypen beinhalten, darunter Stereokamera(s) 1268, Weitsichtkamera(s) 1270, Infrarotkamera(s) 1272, Rundumkamera(s) 1274, Langstreckenkamera(s) 1298, Mittelstreckenkamera(s) 1276 und/oder andere Kameratypen. In mindestens einer Ausführungsform können Kameras verwendet werden, um Bilddaten um die gesamte Peripherie des Fahrzeugs 1200 herum zu erfassen. Welche Typen von Kameras verwendet werden, hängt in mindestens einer Ausführungsform von dem Fahrzeug 1200 ab. In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Kombination von Kameratypen verwendet werden, um die notwendige Abdeckung um das Fahrzeug 1200 herum bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anzahl von eingesetzten Kameras in Abhängigkeit von der Ausführungsform unterschiedlich sein. In mindestens einer Ausführungsform könnte das Fahrzeug 1200 zum Beispiel sechs Kameras, sieben Kameras, zehn Kameras, zwölf Kameras oder eine andere Anzahl von Kameras beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Kameras beispielsweise und ohne Einschränkung Gigabit-Multimedia-Serial-Link- („GMSL“-) und/oder Gigabit-Ethernet-Kommunikation unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform könnte jede Kamera so sein wie bereits hierin in Bezug auf 12A und 12B detaillierter beschrieben.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 also include any number of camera types, including stereo camera (s) 1268 , Foresight camera (s) 1270 , Infrared camera (s) 1272 , All-round camera (s) 1274 , Long-range camera (s) 1298 , Medium-range camera (s) 1276 and / or other types of cameras. In at least one embodiment, cameras can be used to capture image data around the entire periphery of the vehicle 1200 around to capture. What types of cameras are used depends, in at least one embodiment, on the vehicle 1200 away. In at least one embodiment, any combination of camera types can be used to provide the necessary coverage around the vehicle 1200 around to provide. In at least one embodiment, a number of cameras used can differ depending on the embodiment. In at least one embodiment, the vehicle could 1200 for example, six cameras, seven cameras, ten cameras, twelve cameras, or some other number of cameras. In at least one embodiment, cameras may support Gigabit Multimedia Serial Link (“GMSL”) and / or Gigabit Ethernet communication, for example and without limitation. In at least one embodiment, each camera could be as already discussed herein with respect to FIG 12A and 12B described in more detail.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner Schwingungssensor(en) 1242 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Schwingungssensor(en) 1242 Schwingungen von Komponenten des Fahrzeugs 1200, wie etwa Achse(n), messen. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform Änderungen der Schwingungen eine Änderung des Straßenbelags angeben. Wenn zwei oder mehr Schwingungssensoren 1242 verwendet werden, können in mindestens einer Ausführungsform die Unterschiede zwischen den Schwingungen verwendet werden, um die Reibung oder den Schlupf des Straßenbelags zu bestimmen (z. B., wenn ein Unterschied der Schwingung zwischen einer leistungsbetriebenen Achse und einer sich frei drehenden Achse besteht).In at least one embodiment, the vehicle can 1200 further vibration sensor (s) 1242 include. In at least one embodiment, the vibration sensor (s) can 1242 Vibrations from components of the vehicle 1200 such as axis (s). For example, in at least one embodiment, changes in vibrations may indicate a change in the road surface. When two or more vibration sensors 1242 are used, in at least one embodiment, the differences between the vibrations can be used to determine the friction or slip of the road surface (e.g. if there is a difference in vibration between a powered axle and a freely rotating axle).
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 das ADAS-System 1238 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das ADAS-System 1238 in einigen Beispielen ohne Einschränkung ein SoC beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das ADAS-System 1238 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und Kombination eines Systems zur autonomen/adaptiven/automatischen Geschwindigkeitssteuerung (autonomous/adaptive/automatic cruise control - „ACC“), eines Systems zur kooperativen adaptiven Geschwindigkeitssteuerung (cooperative adaptive cruise control - „CACC“), eines Systems zur Vorwärtszusammenstoßwarnung (forward crash warning - „FCW“), eines automatischen Systems zur Notbremsung („AEB“), eines Systems zur Spurverlassenswarnung („LDW“), eines Systems zur Spurhalteassistenz (lane keep assist - „LKA“), eines Systems zur Totwinkelwarnung (blind spot warning - „BSW“), eines Systems zur Querverkehrswarnung (rear cross-traffic warning - „RCTW“), eines Systems zur Kollisionswarnung (collision warning - „CW“), eines Systems zur Spurzentrierung (lane centering - „LC“) und/oder anderer Systeme, Merkmale und/oder Funktionen beinhalten.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 the ADAS system 1238 include. In at least one embodiment, the ADAS system 1238 in some examples include, without limitation, a SoC. In at least one embodiment, the ADAS system 1238 without restriction any number and combination of a system for autonomous / adaptive / automatic cruise control ("ACC"), a system for cooperative adaptive cruise control ("CACC"), a system for Forward crash warning ("FCW"), an automatic system for emergency braking ("AEB"), a system for lane departure warning ("LDW"), a system for lane keep assist ("LKA"), a system for blind spot warning (blind spot warning - "BSW"), a system for rear cross-traffic warning ("RCTW"), a system for collision warning ("CW"), a system for lane centering ("LC") ) and / or other systems, features and / or functions.
In mindestens einer Ausführungsform kann das ACC-System RADAR-Sensor(en) 1260, LIDAR-Sensor(en) 1264 und/oder eine beliebige Anzahl von Kamera(s) verwenden. In mindestens einer Ausführungsform kann das ACC-System ein Längs-ACC-System und/oder ein Quer-ACC-System beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform überwacht und steuert ein Längs-ACC-System den Abstand zu einem anderen Fahrzeug, das sich unmittelbar vor dem Fahrzeug 1200 befindet, und es stellt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1200 automatisch ein, um einen sicheren Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen einzuhalten. In mindestens einer Ausführungsform führt ein Quer-ACC-System eine Abstandshaltung durch und es rät dem Fahrzeug 1200, die Fahrspur zu wechseln, wenn dies notwendig ist. In mindestens einer Ausführungsform steht eine Quer-ACC mit anderen ADAS-Anwendungen, wie etwa LC und CW, in Bezug.In at least one embodiment, the ACC system can RADAR sensor (s) 1260 , LIDAR sensor (s) 1264 and / or use any number of camera (s). In at least one embodiment, the ACC system can include a longitudinal ACC system and / or a lateral ACC system. In at least one embodiment, a longitudinal ACC system monitors and controls the distance to another vehicle that is immediately in front of the vehicle 1200 located and it represents the speed of the vehicle 1200 automatically to maintain a safe distance from vehicles in front. In at least one embodiment, a lateral ACC system maintains a distance and advises the vehicle 1200 to change lanes if necessary. In at least one embodiment, a cross ACC is related to other ADAS applications, such as LC and CW.
In mindestens einer Ausführungsform verwendet ein CACC-System Informationen von anderen Fahrzeugen, die über die Netzschnittstelle 1224 und/oder die drahtlose(n) Antenne(n) 1226 von anderen Fahrzeugen über eine drahtlose Verknüpfung oder indirekt über eine Netzverbindung (z. B. über das Internet) empfangen werden können. In mindestens einer Ausführungsform können direkte Verknüpfungen durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(vehicle-to-vehicle - „V2V“-) Kommunikationsverknüpfung bereitgestellt werden, während indirekte Verknüpfungen durch eine Infrastruktur-zu-Fahrzeug- (infrastructure-to-vehicle - „I2V“-) Kommunikationsverknüpfung bereitgestellt werden können. Im Allgemeinen stellt V2V-Kommunikation Informationen über unmittelbar vorausfahrende Fahrzeuge (z. B. Fahrzeuge, die sich unmittelbar vor dem und auf derselben Spur wie das Fahrzeug 1200 befinden) bereit, während I2V-Kommunikation Informationen über weiter entfernt vorausfahrenden Verkehr bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform kann ein CACC-System entweder eines oder beides von I2V- und V2V-Informationsquellen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein CACC-System angesichts der Informationen über Fahrzeuge vor dem Fahrzeug 1200 zuverlässiger sein und es hat das Potenzial, die Gleichmäßigkeit des Verkehrsflusses zu verbessern und Staus auf der Straße zu reduzieren.In at least one embodiment, a CACC system uses information from other vehicles via the network interface 1224 and / or the wireless antenna (s) 1226 can be received by other vehicles via a wireless link or indirectly via a network connection (e.g. via the Internet). In at least one embodiment, direct links can be provided through a vehicle-to-vehicle ("V2V") communication link, while indirect links can be provided through an infrastructure-to-vehicle (infrastructure-to-vehicle - " I2V “-) communication link can be provided. In general, V2V communication provides information about vehicles immediately ahead (e.g. vehicles immediately in front of and in the same lane as the vehicle 1200 located), while I2V communication provides information about further traffic ahead. In at least one embodiment, a CACC system can include either or both of I2V and V2V information sources. In at least one embodiment, a CACC system may be given information about vehicles in front of the vehicle 1200 be more reliable and it has the potential to improve the smoothness of traffic flow and reduce congestion on the road.
In mindestens einer Ausführungsform ist ein FCW-System so ausgestaltet, dass es einen Fahrer vor einer Gefahr warnt, sodass ein derartiger Fahrer eine korrigierende Maßnahme ergreifen kann. In mindestens einer Ausführungsform verwendet ein FCW-System eine nach vorn gerichtete Kamera und/oder RADAR-Sensor(en) 1260, die an einen dedizierten Prozessor, DSP, FPGA und/oder ASIC gekoppelt sind, das heißt elektrisch gekoppelt, um eine Rückmeldung des Fahrers bereitzustellen, wie etwa eine Anzeige, einen Lautsprecher und/oder eine vibrierende Komponente. In mindestens einer Ausführungsform kann ein FCW-System eine Warnung bereitstellen, wie etwa in Form eines Tons, einer visuellen Warnung, einer Schwingung und/oder eines schnellen Bremsimpulses.In at least one embodiment, an FCW system is designed in such a way that it warns a driver of a danger so that such a driver can take corrective action. In at least one embodiment, an FCW system uses a front-facing camera and / or RADAR sensor (s) 1260 that are coupled, i.e. electrically coupled, to a dedicated processor, DSP, FPGA and / or ASIC to provide driver feedback, such as a display, a loudspeaker and / or a vibrating component. In at least one embodiment, an FCW system can provide a warning, such as in the form of a sound, a visual warning, a vibration, and / or a quick brake pulse.
In mindestens einer Ausführungsform detektiert ein AEB-System eine drohende Vorwärtskollision mit einem anderen Fahrzeug oder einem anderen Objekt und es kann automatisch die Bremsen betätigen, falls ein Fahrer nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeit- oder Abstandsparameters eine korrigierende Maßnahme ergreift. In mindestens einer Ausführungsform kann das AEB-System nach vorn gerichtete Kamera(s) und/oder RADAR-Sensor(en) 1260 verwenden, die an einen dedizierten Prozessor, DSP, FPGA und/oder ASIC gekoppelt sind. Wenn ein AEB-System eine Gefahr detektiert, warnt es in mindestens einer Ausführungsform typischerweise zuerst einen Fahrer, um eine korrigierende Maßnahme zu ergreifen, um eine Kollision zu vermeiden, und falls dieser Fahrer keine korrigierende Maßnahme ergreift, kann dieses AEB-System automatisch die Bremsen in dem Bestreben betätigen, einen Aufprall einer vorhergesagten Kollision zu verhindern oder mindestens abzuschwächen. In mindestens einer Ausführungsform kann das AEB-System Techniken wie etwa dynamische Bremsunterstützung und/oder Bremsung aufgrund eines bevorstehenden Zusammenstoßes beinhalten.In at least one embodiment, an AEB system detects an impending forward collision with another vehicle or another object and it can automatically apply the brakes if a driver does not take a corrective measure within a predetermined time or distance parameter. In at least one embodiment, the AEB system can include front-facing camera (s) and / or RADAR sensor (s) 1260 that are coupled to a dedicated processor, DSP, FPGA and / or ASIC. When an AEB system detects a hazard, in at least one embodiment it typically first warns a driver to take corrective action to avoid a collision, and if that driver does not take corrective action, this AEB system can automatically apply the brakes operate in an effort to prevent or at least mitigate impact of a predicted collision. In at least one embodiment, the AEB system may include techniques such as dynamic brake assist and / or braking due to an impending collision.
In mindestens einer Ausführungsform stellt ein LDW-System visuelle, akustische und/oder taktile Warnungen bereit, wie etwa Lenkrad- oder Sitzschwingungen, um den Fahrer zu warnen, wenn das Fahrzeug 1200 die Fahrspurmarkierungen überquert. In mindestens einer Ausführungsform wird ein LDW-System nicht aktiviert, wenn ein Fahrer ein absichtliches Verlassen der Fahrspur angibt, wie etwa durch Betätigen des Blinkers. In mindestens einer Ausführungsform kann ein LDW-System nach vorn und zur Seite gerichtete Kameras verwenden, die an einen dedizierten Prozessor, DSP, FPGA und/oder ASIC gekoppelt sind, das heißt elektrisch gekoppelt, um eine Rückmeldung des Fahrers bereitzustellen, wie etwa eine Anzeige, einen Lautsprecher und/oder eine vibrierende Komponente. In mindestens einer Ausführungsform ist ein LKA-System eine Variation eines LDW-Systems. In mindestens einer Ausführungsform stellt ein LKA-System eine Lenkeingabe oder eine Bremsung bereit, um das Fahrzeug 1200 zu korrigieren, falls das Fahrzeug 1200 beginnt, seine Fahrspur zu verlassen.In at least one embodiment, an LDW system provides visual, audible, and / or tactile warnings, such as steering wheel or seat vibrations, to warn the driver when the vehicle is on 1200 crossed the lane markings. In at least one embodiment, an LDW system is not activated when a driver indicates intentionally leaving the lane, such as by activating the blinker. In at least one embodiment, an LDW system may use front and side cameras that are coupled, i.e. electrically coupled, to a dedicated processor, DSP, FPGA, and / or ASIC to provide driver feedback, such as a display , a loudspeaker and / or a vibrating component. In at least one embodiment, an LKA system is a variation of an LDW system. In at least one embodiment, an LKA system provides steering input or braking to the vehicle 1200 to correct in case the vehicle 1200 begins to leave its lane.
In mindestens einer Ausführungsform detektiert und warnt ein BSW-System einen Fahrer vor Fahrzeugen in einem toten Winkel eines Automobils. In mindestens einer Ausführungsform kann das BSW-System einen visuellen, akustischen und/oder taktilen Alarm bereitstellen, um anzugeben, dass das Einfädeln in oder Wechseln von Fahrspuren unsicher ist. In mindestens einer Ausführungsform kann ein BSW-System eine zusätzliche Warnung bereitstellen, wenn ein Fahrer einen Blinker verwendet. In mindestens einer Ausführungsform kann ein BSW-System nach hinten gerichtete Kamera(s) und/oder RADAR-Sensor(en) 1260 verwenden, die an einen dedizierten Prozessor, DSP, FPGA und/oder ASIC gekoppelt sind, das heißt elektrisch an eine Rückmeldung des Fahrers gekoppelt, wie etwa eine Anzeige, einen Lautsprecher und/oder eine vibrierende Komponente.In at least one embodiment, a BSW system detects and warns a driver of vehicles in a blind spot of an automobile. In at least one embodiment, the BSW system can provide a visual, audible and / or tactile alarm to indicate that the threading into or changing of lanes is unsafe. In at least one embodiment, a BSW system can provide an additional warning when a driver is using a blinker. In at least one embodiment, a BSW system can include rear-facing camera (s) and / or RADAR sensor (s) 1260 that are coupled to a dedicated processor, DSP, FPGA and / or ASIC, i.e. electrically coupled to a feedback from the driver, such as a display, a loudspeaker and / or a vibrating component.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein RCTW-System eine visuelle, akustische und/oder taktile Benachrichtigung bereitstellen, wenn ein Objekt außerhalb der Reichweite einer Heckkamera detektiert wird, wenn das Fahrzeug 1200 rückwärtsfährt. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet ein RCTW-System ein AEB-System, um sicherzustellen, dass Fahrzeugbremsen betätigt werden, um einen Zusammenstoß zu vermeiden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein RCTW-System einen oder mehrere nach hinten gerichtete RADAR-Sensor(en) 1260 verwenden, die an einen dedizierten Prozessor, DSP, FPGA und/oder ASIC gekoppelt sind, das heißt elektrisch gekoppelt, um eine Rückmeldung des Fahrers bereitzustellen, wie etwa eine Anzeige, einen Lautsprecher und/oder eine vibrierende Komponente.In at least one embodiment, an RCTW system can provide visual, audible, and / or tactile notification when an object is detected out of range of a rearview camera when the vehicle 1200 drives backwards. In at least one embodiment, an RCTW system includes an AEB system to ensure that vehicle brakes are applied to avoid a crash. In at least one embodiment, an RCTW system may have one or more rear-facing RADAR sensor (s) 1260 that are coupled to a dedicated processor, DSP, FPGA and / or ASIC, i.e. electrically coupled, to provide driver feedback, such as a display, speaker and / or vibrating component.
In mindestens einer Ausführungsform können herkömmliche ADAS-Systeme anfällig für falsch positive Ergebnisse sein, die für den Fahrer ärgerlich und ablenkend sein können, aber typischerweise nicht katastrophal sind, da herkömmliche ADAS-Systeme einen Fahrer warnen und es diesem Fahrer ermöglichen, zu entscheiden, ob wirklich eine Sicherheitsbedingung vorliegt, und entsprechend zu handeln. In mindestens einer Ausführungsform entscheidet das Fahrzeug 1200 im Falle von widersprüchlichen Ergebnissen selbst, ob das Ergebnis eines primären Computers oder eines sekundären Computers (z. B. einer ersten Steuerung oder einer zweiten Steuerung der Steuerungen 1236) zu beachten ist. In mindestens einer Ausführungsform kann das ADAS-System 1238 zum Beispiel ein Reserve- und/oder sekundärer Computer sein, der einem Rationalitätsmodul eines Reserve-Computers Wahrnehmungsinformationen bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Rationalitätsmonitor eines Reserve-Computers redundante diverse Software auf Hardware-Komponenten ausführen, um Fehler in der Wahrnehmung und bei dynamischen Fahr-Tasks zu detektieren. In mindestens einer Ausführungsform können die Ausgaben aus dem ADAS-Systems 1238 einer Überwachungs-MCU bereitgestellt werden. Falls Ausgaben aus einem primären Computer und Ausgaben aus einem sekundären Computer einander widersprechen, bestimmt eine Überwachungs-MCU in mindestens einer Ausführungsform, wie der Widerspruch beizulegen ist, um einen sicheren Betrieb sicherzustellen.In at least one embodiment, traditional ADAS systems can be prone to false positives that can be annoying and distracting to the driver, but typically not catastrophic, as traditional ADAS systems warn a driver and allow that driver to decide whether to there really is a security condition and act accordingly. In at least one embodiment, the vehicle decides 1200 in case of conflicting results, whether the result of a primary computer or a secondary computer (e.g. a first controller or a second controller of the controllers) 1236 ) must be observed. In at least one embodiment, the ADAS system 1238 for example a backup and / or secondary computer that provides perceptual information to a rationality module of a backup computer. In at least one embodiment, a rationality monitor of a backup computer can run various redundant software on hardware components in order to detect errors in perception and in dynamic driving tasks. In at least one embodiment, the outputs from the ADAS system 1238 a supervisory MCU. In at least one embodiment, if outputs from a primary computer and outputs from a secondary computer contradict each other, a monitoring MCU determines how to resolve the contradiction to ensure safe operation.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein primärer Computer so konfiguriert sein, dass er einer Überwachungs-MCU eine Konfidenzbewertung bereitstellt, die eine Konfidenz dieses primären Computers für ein gewähltes Ergebnis angibt. Falls diese Konfidenzbewertung einen Schwellenwert überschreitet, kann diese Überwachungs-MCU in mindestens einer Ausführungsform der Führung dieses primären Computers folgen, unabhängig davon, ob dieser sekundäre Computer ein widersprüchliches oder inkonsistentes Ergebnis bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform, in der eine Konfidenzbewertung einen Schwellenwert nicht erreicht und der primäre und der sekundäre Computer unterschiedliche Ergebnisse angeben (z. B. einen Widerspruch), kann eine Überwachungs-MCU zwischen den Computern vermitteln, um ein zweckmäßiges Resultat zu bestimmen.In at least one embodiment, a primary computer can be configured to provide a monitoring MCU with a confidence score indicating a confidence of that primary computer for a selected outcome. In at least one embodiment, if this confidence score exceeds a threshold, this monitoring MCU can follow the lead of that primary computer, regardless of whether that secondary computer provides a contradicting or inconsistent result. In at least one embodiment where a confidence score does not meet a threshold and the primary and secondary computers report different results (e.g., a contradiction), a monitoring MCU can mediate between the computers to determine an appropriate result.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Überwachungs-MCU so konfiguriert sein, dass sie neuronale(s) Netz(e) ausführt, die dafür trainiert und konfiguriert sind, mindestens zum Teil auf Grundlage von Ausgaben aus einem primären Computer und Ausgaben aus einem sekundären Computer die Bedingungen zu bestimmen, unter denen dieser sekundäre Computer Fehlalarme bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform können neuronale Netz(e) in einer Überwachungs-MCU lernen, wann der Ausgabe eines sekundären Computers vertraut werden kann und wann nicht. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform, wenn dieser sekundäre Computer ein RADAR-basiertes FCW-System ist, neuronale Netz(e) in einer Überwachungs-MCU lernen, wann ein FCW-System metallische Objekte identifiziert, die tatsächlich keine Gefahren sind, wie etwa ein Abflussgitter oder ein Gullydeckel, das/der einen Alarm auslöst. Wenn ein sekundärer Computer ein kamerabasiertes LDW-System ist, kann in mindestens einer Ausführungsform ein neuronales Netz in einer Überwachungs-MCU lernen, die LDW zu überschreiben, wenn Fahrradfahrer oder Fußgänger vorhanden sind und ein Verlassen der Fahrspur tatsächlich ein sicherstes Manöver ist. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Überwachungs-MCU mindestens eines von einem DLA oder einer GPU beinhalten, der/die zum Ausführen von neuronalen Netz(en) mit assoziiertem Speicher geeignet ist. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Überwachungs-MCU eine Komponente eines oder mehrerer SoC(s) 1204 umfassen und/oder als solche enthalten sein.In at least In one embodiment, a supervisory MCU may be configured to run neural network (s) trained and configured to condition based at least in part on outputs from a primary computer and outputs from a secondary computer determine under which this secondary computer is providing false positives. In at least one embodiment, neural network (s) in a supervisory MCU can learn when and when output from a secondary computer can and cannot be trusted. For example, in at least one embodiment, if this secondary computer is a RADAR-based FCW system, neural network (s) in a monitoring MCU can learn when an FCW system identifies metallic objects that are not actually a hazard, such as a drain grate or manhole cover that triggers an alarm. In at least one embodiment, when a secondary computer is a camera-based LDW system, a neural network in a surveillance MCU can learn to override the LDW when cyclists or pedestrians are present and lane departure is indeed a safest maneuver. In at least one embodiment, a supervisory MCU may include at least one of a DLA or a GPU capable of running neural network (s) with associated memory. In at least one embodiment, a monitoring MCU can be a component of one or more SoC (s) 1204 include and / or be included as such.
In mindestens einer Ausführungsform kann das ADAS-System 1238 einen sekundären Computer beinhalten, der die ADAS-Funktionalität unter Verwendung der traditionellen Regeln des maschinellen Sehens durchführt. In mindestens einer Ausführungsform kann dieser sekundäre Computer klassische Regeln des maschinellen Sehens (wenn-dann) verwenden und das Vorhandensein eines neuronalen Netz(en) in einer Überwachungs-MCU die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Rechenleistung verbessern. Zum Beispiel macht in mindestens einer Ausführungsform die diverse Implementation und absichtliche Nicht-Identität ein Gesamtsystem fehlertoleranter, insbesondere gegenüber Fehlern, die durch die Funktionalität von Software (oder Software-Hardware-Schnittstellen) verursacht werden. Falls zum Beispiel in mindestens einer Ausführungsform ein Software-Bug oder -Fehler in der auf einem primären Computer laufenden Software vorliegt und ein nicht identischer Software-Code, der auf einem sekundären Computer läuft, ein konsistentes Gesamtergebnis bereitstellt, dann kann eine Überwachungs-MCU eine größere Konfidenz dafür aufweisen, dass ein Gesamtergebnis korrekt ist und ein Bug in der Software oder Hardware auf diesem primären Computer keinen wesentlichen Fehler verursacht.In at least one embodiment, the ADAS system 1238 include a secondary computer that performs ADAS functionality using traditional machine vision rules. In at least one embodiment, this secondary computer can use classic machine vision rules (if-then) and the presence of a neural network (s) in a surveillance MCU can improve reliability, safety, and computing power. For example, in at least one embodiment, the diverse implementation and deliberate non-identity make an overall system more fault tolerant, particularly to errors caused by the functionality of software (or software-hardware interfaces). For example, if in at least one embodiment there is a software bug or bug in the software running on a primary computer and non-identical software code running on a secondary computer provides a consistent overall result, then a monitoring MCU may take a Have greater confidence that an overall result is correct and that a bug in software or hardware on that primary computer does not cause a material failure.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Ausgabe des ADAS-Systems 1238 in einen Wahrnehmungsblock eines primären Computers und/oder in einen Block für dynamische Fahr-Tasks eines primären Computers eingespeist werden. Falls das ADAS-System 1238 zum Beispiel eine Vorwärtszusammenstoßwarnung aufgrund eines unmittelbar vorausliegenden Objekts angibt, kann ein Wahrnehmungsblock in mindestens einer Ausführungsform diese Information beim Identifizieren von Objekten verwenden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein sekundärer Computer ein eigenes neuronales Netz aufweisen, das trainiert wird und somit ein Risiko von falsch positiven Ergebnissen reduziert, wie hierin beschrieben.In at least one embodiment, an output of the ADAS system 1238 be fed into a perception block of a primary computer and / or into a block for dynamic driving tasks of a primary computer. If the ADAS system 1238 For example, indicating a forward crash warning due to an object immediately ahead, a awareness block in at least one embodiment may use this information in identifying objects. In at least one embodiment, a secondary computer can have its own neural network that is trained and thus reduces a risk of false positives, as described herein.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner ein Infotainment-SoC 1230 (z. B. ein fahrzeuginternes Infotainment-System (in-vehicle infotainment system - IVI-System)) beinhalten. Obwohl als es als ein SoC veranschaulicht und beschrieben ist, kann das Infotainment-SoC 1230 in mindestens einer Ausführungsform kein SoC sein und ohne Einschränkung zwei oder mehr diskrete Komponenten beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Infotainment-SoC 1230 ohne Einschränkung eine Kombination aus Hardware und Software beinhalten, die verwendet werden kann, um dem Fahrzeug 1200 Audio (z. B. Musik, einen persönlichen digitalen Assistenten, Navigationsanweisungen, Nachrichten, Radio usw.), Video (z. B. TV, Filme, Streaming usw.), Telefon (z. B. Freisprechen), Netzverbindungsfähigkeit (z. B. LTE, WiFi usw.) und/oder Informationsdienste (z. B. Navigationssysteme, Rückwärtseinparkhilfe, ein Radiodatensystem, fahrzeugbezogene Informationen wie etwa Kraftstofffüllstand, insgesamt zurückgelegte Strecke, Bremskraftstofffüllstand, Ölfüllstand, Tür öffnen/schließen, Luftfilterinformationen usw.) bereitzustellen. Das Infotainment-SoC 1230 könnte zum Beispiel Radios, Plattenspieler, Navigationssysteme, Videowiedergabevorrichtungen, USB- und Bluetooth-Verbindungsfähigkeit, Carputer, In-Car-Entertainment, WiFi, Audiosteuerelemente am Lenkrad, ein Freisprech-Sprachsteuerelement, eine Heads-up-Anzeige (heads-up display - „HUD“), eine HMI-Anzeige 1234, eine Telematikvorrichtung, ein Steuerfeld (z. B. zum Steuern von und/oder Interagieren mit verschiedenen Komponenten, Merkmalen und/oder Systemen) und/oder andere Komponenten beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Infotainment-SoC 1230 ferner verwendet werden, um Benutzer(n) des Fahrzeugs 1200 Informationen (z. B. visuell und/oder akustisch) bereitzustellen, wie etwa Informationen von dem ADAS-System 1238, Informationen zum autonomen Fahren, wie etwa geplante Fahrzeugmanöver, Trajektorien, Umgebungsinformationen (z. B. Kreuzungsinformationen, Fahrzeuginformationen, Straßeninformationen usw.) und/oder andere Informationen.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 also an infotainment SoC 1230 (e.g. an in-vehicle infotainment system (IVI system)). Although illustrated and described as a SoC, the infotainment SoC 1230 in at least one embodiment, not being a SoC and including, without limitation, two or more discrete components. In at least one embodiment, the infotainment SoC 1230 include, without limitation, any combination of hardware and software that can be used to power the vehicle 1200 Audio (e.g. music, a personal digital assistant, navigation instructions, news, radio, etc.), video (e.g. TV, films, streaming, etc.), telephone (e.g. hands-free calling), network connectivity (e.g. E.g. LTE, WiFi etc.) and / or information services (e.g. navigation systems, reverse parking aid, a radio data system, vehicle-related information such as fuel level, total distance traveled, brake fuel level, oil level, door opening / closing, air filter information, etc.). The infotainment SoC 1230 could for example radios, turntables, navigation systems, video playback devices, USB and Bluetooth connectivity, carputer, in-car entertainment, WiFi, audio controls on the steering wheel, a hands-free voice control element, a heads-up display - " HUD ”), an HMI display 1234 , a telematics device, a control panel (e.g. for controlling and / or interacting with various components, features and / or systems) and / or other components. In at least one embodiment, the infotainment SoC 1230 also used to identify user (s) of the vehicle 1200 Provide information (e.g. visual and / or acoustic), such as information from the ADAS system 1238 , Information on autonomous driving, such as planned vehicle maneuvers, trajectories, information on the surroundings (e.g. intersection information, vehicle information, road information, etc.) and / or other information.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Infotainment-SoC 1230 eine beliebige Menge und einen beliebigen Typ von GPU-Funktionalität beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Infotainment-SoC 1230 über den Bus 1202 mit anderen Vorrichtungen, Systemen und/oder Komponenten des Fahrzeugs 1200 kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann das Infotainment-SoC 1230 an eine Überwachungs-MCU gekoppelt sein, sodass eine GPU eines Infotainment-Systems einige Selbstfahrfunktionen ausführen kann, falls die primäre(n) Steuerung(en) 1236 (z. B. primäre und/oder Reserve-Computer des Fahrzeugs 1200) ausfallen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Infotainment-SoC 1230 das Fahrzeug 1200 in einen Modus des Fahrens zu einem sicheren Halt versetzen, wie hierin beschrieben.In at least one embodiment, the infotainment SoC 1230 any amount and type of GPU functionality include. In at least one embodiment, the infotainment SoC 1230 over the bus 1202 with other devices, systems and / or components of the vehicle 1200 communicate. In at least one embodiment, the infotainment SoC 1230 be coupled to a supervisory MCU so that a GPU of an infotainment system can perform some self-driving functions if the primary controller (s) 1236 (e.g. primary and / or backup computer of the vehicle 1200 ) stand out. In at least one embodiment, the infotainment SoC 1230 the vehicle 1200 place in a mode of driving to a safe stop as described herein.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 1200 ferner ein Kombiinstrument 1232 (z. B. ein digitales Armaturenbrett, ein elektronisches Kombiinstrument, eine digitale Instrumententafel usw.) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Kombiinstrument 1232 ohne Einschränkung eine Steuerung und/oder einen Supercomputer (z. B. eine diskrete Steuerung oder einen diskreten Supercomputer) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Kombiinstrument 1232 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und Kombination eines Satzes von Messausrüstung beinhalten, wie etwa Geschwindigkeitsmesser, Kraftstoffstand, Öldruck, Drehzahlmesser, Wegstreckenzähler, Blinker, Schaltknüppelpositionsangabe, Sicherheitsgurt-Warnleuchte(n), Feststellbremsen-Warnleuchte(n), Motorfehlfunktionsleuchte(n), Informationen über ergänzende Rückhaltesysteme (z. B. Airbags), Beleuchtungssteuerelemente, Sicherheitssystemsteuerelemente, Navigationsinformationen usw. In einigen Beispielen können Informationen angezeigt und/oder von dem Infotainment-SoC 1230 und dem Kombiinstrument 1232 gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Kombiinstrument 1232 als Teil des Infotainment-SoC 1230 enthalten sein oder umgekehrt.In at least one embodiment, the vehicle can 1200 also an instrument cluster 1232 (e.g. a digital dashboard, an electronic instrument cluster, a digital instrument panel, etc.). In at least one embodiment, the combination instrument 1232 include, without limitation, a controller and / or a supercomputer (e.g., a discrete controller or supercomputer). In at least one embodiment, the combination instrument 1232 include, without limitation, any number and combination of a set of measurement equipment such as speedometer, fuel level, oil pressure, tachometer, odometer, turn signal, gear stick position indicator, seat belt warning light (s), parking brake warning light (s), engine malfunction light (s), information about supplemental restraint systems (e.g., airbags), lighting controls, safety system controls, navigational information, etc. In some examples, information may be displayed and / or from the infotainment SoC 1230 and the instrument cluster 1232 shared. In at least one embodiment, the combination instrument 1232 as part of the infotainment SoC 1230 be included or vice versa.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 12C für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 12C can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
12D ist eine Darstellung eines Systems 1276 zur Kommunikation zwischen cloudbasierten Server(n) und dem autonomen Fahrzeug 1200 aus 12A gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 1276 ohne Einschränkung den/die Server 1278, die Netz(e) 1290 und eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Fahrzeugen, einschließlich des Fahrzeugs 1200, beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der /können die Server 1278 ohne Einschränkung eine Vielzahl von GPUs 1284(A)-1284(H) (hierin zusammen als GPUs 1284 bezeichnet), PCIe-Switches 1282(A)-1282(D) (hierin zusammen als PCIe-Switches 1282 bezeichnet) und/oder CPUs 1280(A)-1280(B) (hierin zusammen als CPUs 1280 bezeichnet) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die GPUs 1284, CPUs 1280 und PCIe-Switches 1282 mit Hochgeschwindigkeitszusammenschaltungen zusammengeschaltet sein, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung den NVLink-Schnittstellen 1288, die von NVIDIA entwickelt wurden, und/oder PCIe-Verbindungen 1286. In mindestens einer Ausführungsform sind die GPUs 1284 über ein NVLink- und/oder NVSwitch-SoC verbunden und die GPUs 1284 und die PCIe-Switches 1282 über PCIe-Zusammenschaltungen verbunden. Obwohl acht GPUs 1284, zwei CPUs 1280 und vier PCIe-Switches 1282 veranschaulicht sind, soll dies nicht einschränkend sein. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder des/der Server(s) 1278 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl von GPUs 1284, CPUs 1280 und/oder PCIe-Switches 1282 in beliebiger Kombination beinhalten. Zum Beispiel könnte(n) in mindestens einer Ausführungsform der/die Server 1278 jeweils acht, sechzehn, zweiunddreißig und/oder mehr GPUs 1284 beinhalten. 12D is an illustration of a system 1276 for communication between cloud-based server (s) and the autonomous vehicle 1200 out 12A according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the system 1276 without restriction the server (s) 1278 , the network (s) 1290 and any number and type of vehicles, including the vehicle 1200 , include. In at least one embodiment, the server (s) can 1278 a multitude of GPUs without limitation 1284 (A) -1284 (H) (collectively referred to herein as GPUs 1284 designated), PCIe switches 1282 (A) -1282 (D) (herein together as PCIe switches 1282 designated) and / or CPUs 1280 (A) -1280 (B) (herein collectively referred to as CPUs 1280 labeled). In at least one embodiment, the GPUs can 1284 , CPUs 1280 and PCIe switches 1282 be interconnected with high-speed interconnects such as, for example and without limitation, the NVLink interfaces 1288 developed by NVIDIA and / or PCIe connections 1286 . In at least one embodiment, the are GPUs 1284 connected via an NVLink and / or NVSwitch SoC and the GPUs 1284 and the PCIe switches 1282 connected via PCIe interconnections. Although eight GPUs 1284 , two CPUs 1280 and four PCIe switches 1282 are illustrated, this is not intended to be limiting. In at least one embodiment, each of the server (s) can 1278 any number of GPUs without limitation 1284 , CPUs 1280 and / or PCIe switches 1282 in any combination. For example, in at least one embodiment, the server (s) 1278 eight, sixteen, thirty-two, and / or more GPUs respectively 1284 include.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 über die Netz(e) 1290 und von Fahrzeugen Bilddaten empfangen, die für Bilder repräsentativ sind, die unerwartete oder veränderte Straßenbedingungen zeigen, wie etwa kürzlich begonnene Straßenarbeiten. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 über die Netz(e) 1290 und an die Fahrzeuge neuronale Netze 1292, aktualisiert oder anderweitig, und/oder Karteninformationen 1294 übertragen, einschließlich ohne Einschränkung Informationen bezüglich Verkehrs- und Straßenbedingungen. In mindestens einer Ausführungsform können Aktualisierungen der Karteninformationen 1294 ohne Einschränkung Aktualisierungen für die HD-Karte 1222 beinhalten, wie etwa Informationen bezüglich Baustellen, Schlaglöchern, Umleitungen, Überschwemmungen und/oder anderer Hindernisse. In mindestens einer Ausführungsform können die neuronalen Netze 1292 und/oder Karteninformationen 1294 aus einem neuen Training und/oder Erfahrungen resultiert haben, die in Daten dargestellt werden, die von einer beliebigen Anzahl von Fahrzeugen in einer Umgebung empfangen wurden, und/oder mindestens zum Teil auf Training basieren, das in einem Rechenzentrum (z. B. unter Verwendung von den Server(n) 1278 und/oder anderen Servern) durchgeführt wurde.In at least one embodiment, the server (s) can 1278 via the network (s) 1290 and receive image data from vehicles representative of images showing unexpected or changed road conditions, such as recently commenced road works. In at least one embodiment, the server (s) can 1278 via the network (s) 1290 and neural networks on the vehicles 1292 , updated or otherwise, and / or map information 1294 transmitted, including, without limitation, information related to traffic and road conditions. In at least one embodiment, updates to the map information 1294 updates for the HD card without restriction 1222 contain, such as information regarding construction sites, potholes, diversions, floods and / or other obstacles. In at least one embodiment, the neural networks 1292 and / or map information 1294 have resulted from new training and / or experiences presented in data received from any number of vehicles in an environment and / or based at least in part on training carried out in a data center (e.g. under Use of the server (s) 1278 and / or other servers).
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 verwendet werden, um Modelle des maschinellen Lernens (z. B. neuronale Netze) mindestens zum Teil auf Grundlage von Trainingsdaten zu trainieren. In mindestens einer Ausführungsform können die Trainingsdaten durch Fahrzeuge erzeugt werden und/oder in einer Simulation (z. B. unter Verwendung einer Spiele-Engine) erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform wird eine beliebige Menge von Trainingsdaten mit Tags versehen (z. B., wenn das assoziierte neuronale Netz von überwachtem Lernen profitiert) und/oder einer anderen Vorverarbeitung unterzogen. In mindestens einer Ausführungsform wird eine beliebige Menge von Trainingsdaten nicht mit Tags versehen und/oder vorverarbeitet (z. B., wenn das damit assoziierte neuronale Netz kein überwachtes Lernen erfordert). In mindestens einer Ausführungsform können, sobald die Modelle des maschinellen Lernens trainiert sind, die Modelle des maschinellen Lernens durch Fahrzeuge verwendet werden (z. B. über die Netz(e) 1290 an Fahrzeuge übertragen werden) und/oder die Modelle des maschinellen Lernens können durch den/die Server 1278 verwendet werden, um Fahrzeuge aus der Ferne zu überwachen.In at least one embodiment, the server (s) can 1278 can be used to train machine learning models (e.g. neural networks) based at least in part on training data. In at least one embodiment, the training data can be generated by vehicles and / or generated in a simulation (e.g. using a game engine). In at least one embodiment, any amount of training data is tagged (e.g., if the associated neural network benefits from supervised learning) and / or subjected to other preprocessing. In at least one embodiment, any set of training data is not tagged and / or preprocessed (e.g., if the neural network associated therewith does not require supervised learning). In at least one embodiment, once the machine learning models are trained, the machine learning models are used by vehicles (e.g. via the network (s) 1290 to vehicles) and / or the machine learning models can be used by the server (s) 1278 used to remotely monitor vehicles.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 Daten von Fahrzeugen empfangen und die Daten auf aktuelle neuronale Echtzeit-Netze zum intelligenten Echtzeit-Inferenzieren anwenden. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 Deep-Learning-Supercomputer und/oder dedizierte KI-Computer beinhalten, die durch die GPU(s) 1284 angetrieben werden, wie etwa die von NVIDIA entwickelten DGX- und DGX-Station-Maschinen. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 jedoch eine Deep-Learning-Infrastruktur beinhalten, die CPU-angetriebene Rechenzentren verwendet.In at least one embodiment, the server (s) can 1278 Receive data from vehicles and apply the data to current real-time neural networks for intelligent real-time inference. In at least one embodiment, the server (s) can 1278 Include deep learning supercomputers and / or dedicated AI computers powered by the GPU (s) 1284 such as the DGX and DGX station machines developed by NVIDIA. In at least one embodiment, the server (s) can 1278 however, include a deep learning infrastructure using CPU-powered data centers.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Deep-Learning-Infrastruktur des/der Server(s) 1278 zum schnellen Echtzeit-Inferenzieren in der Lage sein und diese Fähigkeit verwenden, um den Zustand von Prozessoren, Software und/oder assoziierter Hardware in dem Fahrzeug 1200 zu bewerten und zu verifizieren. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform die Deep-Learning-Infrastruktur periodische Aktualisierungen von dem Fahrzeug 1200 empfangen, wie etwa eine Sequenz von Bildern und/oder Objekten, die das Fahrzeug 1200 in dieser Sequenz von Bildern lokalisiert hat (z. B. über maschinelles Sehen und/oder andere Techniken des maschinellen Lernens zur Objektklassifizierung). In mindestens einer Ausführungsform kann die Deep-Learning-Infrastruktur ihr eigenes neuronales Netz ausführen, um Objekte zu identifizieren und sie mit Objekten zu vergleichen, die durch das Fahrzeug 1200 identifiziert wurden, und falls die Ergebnisse nicht übereinstimmen und die Deep-Learning-Infrastruktur zu dem Schluss kommt, dass die KI in dem Fahrzeug 1200 eine Fehlfunktion aufweist, dann kann der/können die Server 1278 ein Signal an das Fahrzeug 1200 übertragen, das einen ausfallsicheren Computer des Fahrzeugs 1200 anweist, die Steuerung zu übernehmen, die Fahrgäste zu benachrichtigen und ein sicheres Parkmanöver durchzuführen.In at least one embodiment, the deep learning infrastructure of the server (s) 1278 be able to and use that ability to infer the state of processors, software and / or associated hardware in the vehicle, quickly and in real time 1200 to evaluate and verify. For example, in at least one embodiment, the deep learning infrastructure can receive periodic updates from the vehicle 1200 received, such as a sequence of images and / or objects that represent the vehicle 1200 localized in this sequence of images (e.g. via machine vision and / or other machine learning techniques for object classification). In at least one embodiment, the deep learning infrastructure can run its own neural network to identify objects and compare them to objects passed by the vehicle 1200 identified, and if the results do not match and the deep learning infrastructure concludes that the AI in the vehicle 1200 malfunctions, the server (s) can 1278 a signal to the vehicle 1200 transmitted to a fail-safe computer in the vehicle 1200 instructs to take control, notify passengers, and perform a safe parking maneuver.
In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die Server 1278 GPU(s) 1284 und einen oder mehrere programmierbare Inferenzbeschleuniger (z. B. TensorRT-3-Vorrichtungen von NVIDIA) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Kombination von GPU-angetriebenen Servern und Inferenzbeschleunigung eine Reaktionsfähigkeit in Echtzeit ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform, wie etwa, wenn die Rechenleistung weniger kritisch ist, können durch CPUs, FPGAs und andere Prozessoren angetriebene Server zum Inferenzieren verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform werden die Hardware-Struktur(en) 915 verwendet, um eine oder mehrere Ausführungsformen durchzuführen. Details bezüglich der Hardware-Struktur(en) 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt.In at least one embodiment, the server (s) can 1278 GPU (s) 1284 and include one or more programmable inference accelerators (e.g., TensorRT-3 devices from NVIDIA). In at least one embodiment, a combination of GPU-powered servers and inference acceleration can enable real-time responsiveness. In at least one embodiment, such as when computing power is less critical, servers powered by CPUs, FPGAs, and other processors can be used for inference. In at least one embodiment, the hardware structure (s) 915 used to perform one or more embodiments. Details regarding the hardware structure (s) 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided.
COMPUTERSYSTEMECOMPUTER SYSTEMS
13 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Computersystem veranschaulicht, das ein System mit zusammengeschalteten Vorrichtungen und Komponenten, ein System auf einem Chip (SOC) oder eine Kombination davon sein kann, gebildet mit einem Prozessor, der Ausführungseinheiten zum Ausführen einer Anweisung beinhalten kann, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Computersystem 1300 ohne Einschränkung eine Komponente, wie etwa einen Prozessor 1302, beinhalten, um Ausführungseinheiten einschließlich Logik zum Durchführen von Algorithmen für Prozessdaten gemäß der vorliegenden Offenbarung zu verwenden, wie etwa in der hierin beschriebenen Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das Computersystem 1300 Prozessoren beinhalten, wie etwa die PENTIUM®-Prozessorfamilie, die Mikroprozessoren Xeon™, Itanium®, XScale™ und/oder StrongARM™, Intel® Core™ oder Intel® Nervana™, die von der Intel Corporation in Santa Clara, Kalifornien, erhältlich sind, obwohl auch andere Systeme (einschließlich PCs, die andere Mikroprozessoren, Engineering-Arbeitsstationen, Set-Top-Boxen und dergleichen aufweisen) verwendet werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann das Computersystem 1300 eine Version des Betriebssystems WINDOWS ausführen, das von der Microsoft Corporation in Redmond, Washington, erhältlich ist, obwohl auch andere Betriebssysteme (zum Beispiel UNIX und Linux), eingebettete Software und/oder grafische Benutzerschnittstellen verwendet werden können. 13th FIG. 13 is a block diagram illustrating an example computer system that may be an interconnected device and component system, a system on a chip (SOC), or a combination thereof formed with a processor that may include execution units for executing an instruction, in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, a computer system 1300 a component, such as a processor, without limitation 1302 , to use execution units including logic to perform algorithms on process data in accordance with the present disclosure, such as in the embodiment described herein. In at least one embodiment, the computer system can 1300 Processors include, such as the PENTIUM® processor family, the Xeon ™, Itanium®, XScale ™, and / or StrongARM ™, Intel® Core ™, or Intel® Nervana ™ microprocessors available from Intel Corporation of Santa Clara, California although other systems (including personal computers having other microprocessors, engineering workstations, set top boxes, and the like) can be used. In at least one embodiment, the computer system can 1300 run a version of the WINDOWS operating system available from Microsoft Corporation of Redmond, Washington, although other operating systems (e.g., UNIX and Linux), embedded software, and / or graphical user interfaces can be used.
Ausführungsformen können in anderen Vorrichtungen wie etwa tragbaren Vorrichtungen und eingebetteten Anwendungen verwendet werden. Einige Beispiele für tragbare Vorrichtungen sind Mobiltelefone, Internetprotokoll-Vorrichtungen, Digitalkameras, persönliche digitale Assistenten (personal digital assistants - „PDAs“) und tragbare PCs. In mindestens einer Ausführungsform können eingebettete Anwendungen einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor (digital signal processor - „DSP“), ein System auf einem Chip, Netzcomputer („NetPCs“), Set-Top-Boxen, Netz-Hubs, Switches für ein Weitverkehrsnetz (wide area network - „WAN“) oder ein beliebiges anderes System beinhalten, das eine oder mehrere Anweisungen gemäß mindestens einer Ausführungsform durchführen kann.Embodiments can be used in other devices such as handheld devices and embedded applications. Some examples of portable devices are cell phones, internet protocol devices, digital cameras, personal digital assistants ("PDAs"), and portable personal computers. In at least one embodiment, embedded applications can include a microcontroller, a digital signal processor ("DSP"), a system on a chip, network computers ("NetPCs"), set-top boxes, network hubs, switches for a wide area network (wide area network - "WAN") or any other system that can perform one or more instructions in accordance with at least one embodiment.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Computersystem 1300 ohne Einschränkung den Prozessor 1302 beinhalten, der ohne Einschränkung eine oder mehrere Ausführungseinheiten 1308 beinhalten kann, um Trainieren und/oder Inferenzieren eines Modells des maschinellen Lernens gemäß den hierin beschriebenen Techniken durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform ist das Computersystem 1300 ein Einzelprozessor-Desktop- oder -Serversystem, aber in einer anderen Ausführungsform kann das Computersystem 1300 ein Multiprozessorsystem sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 1302 ohne Einschränkung einen Mikroprozessor für einen Complex Instruction Set Computer („CISC“), einen Mikroprozessor für Reduced Instruction Set Computing („RISC“), einen Very-Long-Instruction-Word-(„VLIW“-)Mikroprozessor, einen Prozessor, der eine Kombination von Anweisungssätzen implementiert, oder eine beliebige andere Prozessorvorrichtung, wie etwa einen digitalen Signalprozessor, beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 1302 an einen Prozessorbus 1310 gekoppelt sein, der Datensignale zwischen dem Prozessor 1302 und anderen Komponenten in dem Computersystem 1300 übertragen kann.In at least one embodiment, the computer system can 1300 without limitation the processor 1302 include, without limitation, one or more execution units 1308 to perform training and / or inferencing a machine learning model in accordance with the techniques described herein. In at least one embodiment, the computer system is 1300 a single processor desktop or server system, but in another embodiment the computer system may 1300 be a multiprocessor system. In at least one embodiment, the processor can 1302 without limitation a microprocessor for a Complex Instruction Set Computer (“CISC”), a microprocessor for Reduced Instruction Set Computing (“RISC”), a Very Long Instruction Word (“VLIW”) microprocessor, a processor that implements a combination of instruction sets, or any other processing device such as a digital signal processor. In at least one embodiment, the processor can 1302 to a processor bus 1310 be coupled of the data signals between the processor 1302 and other components in the computer system 1300 can transfer.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 1302 ohne Einschränkung einen internen Level-1-(„L1“-)Cache-Speicher („Cache“) 1304 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 1302 einen einzelnen internen Cache oder mehrere Levels von internem Cache aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform kann sich der Cache-Speicher extern zu dem Prozessor 1302 befinden. Andere Ausführungsformen können in Abhängigkeit von der konkreten Implementation und den Anforderungen auch eine Kombination aus sowohl internen als auch externen Caches beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Registerbank 1306 unterschiedliche Typen von Daten in verschiedenen Registern speichern, einschließlich ohne Einschränkung Integerregistern, Gleitkommaregistern, Statusregistern und eines Anweisungszeigerregisters.In at least one embodiment, the processor can 1302 an internal level 1 ( " L1") cache memory ("cache") without restriction 1304 include. In at least one embodiment, the processor can 1302 have a single internal cache or multiple levels of internal cache. In at least one embodiment, the cache memory can be external to the processor 1302 condition. Other embodiments may also include a combination of both internal and external caches, depending on the specific implementation and requirements. In at least one embodiment, a register bank 1306 store different types of data in various registers including, without limitation, integer registers, floating point registers, status registers, and an instruction pointer register.
In mindestens einer Ausführungsform befindet sich die Ausführungseinheit 1308, einschließlich ohne Einschränkung der Logik zum Durchführen von Integer- und Gleitkommaoperationen, ebenfalls in dem Prozessor 1302. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 1302 auch Festwertspeicher (read only memory - „ROM“) für Mikrocode („µcode”) beinhalten, der Mikrocode für bestimmte Makrobefehle speichert. In mindestens einer Ausführungsform kann die Ausführungseinheit 1308 Logik zum Handhaben eines gepackten Anweisungssatzes 1309 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können durch die Aufnahme des gepackten Anweisungssatzes 1309 in einen Anweisungssatz eines Universalprozessors zusammen mit der damit assoziierten Schaltung zum Ausführen von Anweisungen Operationen, die durch viele Multimedia-Anwendungen verwendet werden, unter Verwendung von gepackten Daten in dem Prozessor 1302 durchgeführt werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen können viele Multimedia-Anwendungen beschleunigt und effizienter ausgeführt werden, indem die volle Breite des Datenbusses eines Prozessors zum Durchführen von Operationen an gepackten Daten verwendet wird, wodurch die Notwendigkeit entfallen kann, kleinere Dateneinheiten über den Datenbus dieses Prozessors zu übermitteln, um eine oder mehrere Operationen an einem Datenelement nach dem anderen durchzuführen.The execution unit is located in at least one embodiment 1308 including, without limitation, the logic for performing integer and floating point operations, also in the processor 1302 . In at least one embodiment, the processor can 1302 also contain read only memory ("ROM") for microcode ("µcode"), which stores microcode for certain macro instructions. In at least one embodiment, the execution unit 1308 Logic for handling a packed instruction set 1309 include. In at least one embodiment, by including the packed instruction set 1309 into an instruction set of a general purpose processor along with associated circuitry for executing instruction operations used by many multimedia applications using packed data in the processor 1302 be performed. In one or more embodiments, many multimedia applications can be run faster and more efficiently by using the full width of a processor's data bus to perform operations on packed data, eliminating the need to transfer smaller data units over that processor's data bus. to perform one or more operations on one data item at a time.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Ausführungseinheit 1308 auch in Mikrocontrollern, eingebetteten Prozessoren, Grafikvorrichtungen, DSPs und anderen Typen von Logikschaltungen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Computersystem 1300 ohne Einschränkung einen Speicher 1320 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Speicher 1320 eine Vorrichtung mit dynamischem Direktzugriffsspeicher („DRAM“), eine Vorrichtung mit statischem Direktzugriffsspeicher („SRAM“), eine Flash-Speichervorrichtung oder eine andere Speichervorrichtung sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Speicher 1320 Anweisung(en) 1319 und/oder Daten 1321 speichern, die durch Datensignale dargestellt werden, die durch den Prozessor 1302 ausgeführt werden können.In at least one embodiment, the execution unit 1308 also be used in microcontrollers, embedded processors, graphics devices, DSPs, and other types of logic circuits. In at least one embodiment, the computer system can 1300 without limitation a memory 1320 include. In at least one embodiment, the memory 1320 a dynamic random access memory (“DRAM”) device, a static random access memory (“SRAM”) device, a flash memory device, or other storage device. In at least one embodiment, the memory 1320 Instructions) 1319 and / or data 1321 store represented by data signals transmitted by the processor 1302 can be executed.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Systemlogikchip an den Prozessorbus 1310 und den Speicher 1320 gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Systemlogikchip ohne Einschränkung einen Speichersteuerungs-Hub (memory controller hub - „MCH“) 1316 beinhalten und der Prozessor 1302 mit dem MCH 1316 über den Prozessorbus 1310 kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann der MCH 1316 dem Speicher 1320 einen Speicherpfad 1318 mit hoher Bandbreite für die Anweisungs- und Datenspeicherung sowie für die Speicherung von Grafikbefehlen, Daten und Texturen bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann der MCH 1316 Datensignale zwischen dem Prozessor 1302, dem Speicher 1320 und anderen Komponenten in dem Computersystem 1300 leiten und Datensignale zwischen dem Prozessorbus 1310, dem Speicher 1320 und einer System-E/A-Schnittstelle 1322 überbrücken. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Systemlogikchip einen Grafikport zum Koppeln an eine Grafiksteuerung bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann der MCH 1316 durch einen Speicherpfad 1318 mit hoher Bandbreite an den Speicher 1320 gekoppelt sein und eine Grafik-/Videokarte 1312 durch eine Accelerated-Graphics-Port-(„AGP“-)Zusammenschaltung 1314 an den MCH 1316 gekoppelt sein.In at least one embodiment, a system logic chip can be attached to the processor bus 1310 and the memory 1320 be coupled. In at least one embodiment, a system logic chip may, without limitation, be a memory controller hub ("MCH") 1316 include and the processor 1302 with the MCH 1316 via the processor bus 1310 communicate. In at least one embodiment, the MCH 1316 the memory 1320 a storage path 1318 with high bandwidth for instruction and data storage as well as for the storage of graphic commands, data and textures. In at least one embodiment, the MCH 1316 Data signals between the processor 1302 , the memory 1320 and other components in the computer system 1300 route and data signals between the processor bus 1310 , the memory 1320 and a system I / O interface 1322 bridge. In at least one embodiment, a system logic chip can have a graphics port for coupling to a Provide graphics control. In at least one embodiment, the MCH 1316 through a storage path 1318 with high bandwidth to the memory 1320 be coupled and a graphics / video card 1312 through an Accelerated Graphics Port (“AGP”) interconnection 1314 to the MCH 1316 be coupled.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Computersystem 1300 die System-E/A-Schnittstelle 1322 als proprietären Hub-Schnittstellenbus verwenden, um den MCH 1316 an einen E/A-Steuerungs-Hub (I/O controller hub - „ICH“) 1330 zu koppeln. In mindestens einer Ausführungsform kann der ICH 1330 direkte Verbindungen zu einigen E/A-Vorrichtungen über einen lokalen E/A-Bus bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein lokaler E/A-Bus ohne Einschränkung einen Hochgeschwindigkeits-E/A-Bus zum Verbinden von Peripheriegeräten mit dem Speicher 1320, einem Chipsatz und dem Prozessor 1302 beinhalten. Beispiele können ohne Einschränkung eine Audiosteuerung 1329, einen Firmware-Hub („Flash-BIOS“) 1328, einen drahtlosen Sendeempfänger 1326, einen Datenspeicher 1324, eine ältere E/A-Steuerung 1323, die Benutzereingabe- und Tastaturschnittstellen 1325 enthält, einen seriellen Erweiterungsport 1327, wie etwa einen Universal-Serial-Bus-(„USB“-)Port, und eine Netzsteuerung 1334 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Datenspeicher 1324 ein Festplattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk, eine CD-ROM-Vorrichtung, eine Flash-Speichervorrichtung oder eine andere Massenspeichervorrichtung umfassen.In at least one embodiment, the computer system can 1300 the system I / O interface 1322 as a proprietary hub interface bus to connect the MCH 1316 to an I / O control hub (I / O controller hub - "ICH") 1330 to pair. In at least one embodiment, the ICH 1330 provide direct connections to some I / O devices through a local I / O bus. In at least one embodiment, a local I / O bus may, without limitation, be a high speed I / O bus for connecting peripheral devices to storage 1320 , a chipset and the processor 1302 include. Examples can include audio control without limitation 1329 , a firmware hub ("Flash BIOS") 1328 , a wireless transceiver 1326 , a data store 1324 , an older I / O controller 1323 , the user input and keyboard interfaces 1325 contains a serial expansion port 1327 , such as a Universal Serial Bus ("USB") port, and network control 1334 include. In at least one embodiment, the data memory 1324 a hard disk drive, floppy disk drive, CD-ROM device, flash memory device, or other mass storage device.
In mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht 13 ein System, das zusammengeschaltete Hardware-Vorrichtungen oder „Chips“ beinhaltet, wohingegen 13 in anderen Ausführungsformen ein beispielhaftes SoC veranschaulichen kann. In mindestens einer Ausführungsform können die in 13 veranschaulichten Vorrichtungen mit proprietären Zusammenschaltungen, standardisierten Zusammenschaltungen (z. B. PCIe) oder einer Kombination davon zusammengeschaltet sein. In mindestens einer Ausführungsform sind eine oder mehrere Komponenten des Computersystems 1300 unter Verwendung von Compute-Express-Link-(CXL-)Zusammenschaltungen zusammengeschaltet.Illustrated in at least one embodiment 13th a system that includes interconnected hardware devices, or "chips," whereas 13th in other embodiments may illustrate an exemplary SoC. In at least one embodiment, the in 13th illustrated devices may be interconnected with proprietary interconnects, standardized interconnects (e.g., PCIe), or a combination thereof. In at least one embodiment, there are one or more components of the computer system 1300 interconnected using Compute Express Link (CXL) interconnects.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 13 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 13th can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Vorrichtung 1400 zum Nutzen eines Prozessors 1410 gemäß mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht. In mindestens einer Ausführungsform kann die elektronische Vorrichtung 1400 zum Beispiel und ohne Einschränkung ein Notebook, ein Tower-Server, ein Rack-Server, ein Blade-Server, ein Laptop, ein Desktop, ein Tablet, eine mobile Vorrichtung, ein Telefon, ein eingebetteter Computer oder eine beliebige andere geeignete elektronische Vorrichtung sein. 14th Fig. 3 is a block diagram showing an electronic device 1400 for the benefit of a processor 1410 illustrated according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the electronic device can 1400 for example, without limitation, a notebook, tower server, rack server, blade server, laptop, desktop, tablet, mobile device, phone, embedded computer, or any other suitable electronic device .
In mindestens einer Ausführungsform kann die elektronische Vorrichtung 1400 ohne Einschränkung den Prozessor 1410 beinhalten, der kommunikativ an eine beliebige geeignete Anzahl oder einen beliebigen geeigneten Typ von Komponenten, Peripheriegeräten, Modulen oder Vorrichtungen gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform ist der Prozessor 1410 unter Verwendung eines Busses oder einer Schnittstelle gekoppelt, wie etwa eines I2C-Busses, eines Systemverwaltungsbusses (System Management Bus - „SMBus“), eines Low-Pin-Count-(LPC-)Busses, einer seriellen Peripherieschnittstelle (Serial Peripheral Interface - „SPI“), eines High-Definition-Audio-(„HDA“-)Busses, eines Serial-Advance-Technology-Attachment-(„SATA“-)Busses, eines Universal Serial Bus („USB“) (Version 1, 2, 3 usw.) oder eines Universal-Asynchronous-Receiver/Transmitter-(„UART“-)Busses. In mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht 14 ein System, das zusammengeschaltete Hardware-Vorrichtungen oder „Chips“ beinhaltet, wohingegen 14 in anderen Ausführungsformen ein beispielhaftes SoC veranschaulichen kann. In mindestens einer Ausführungsform können die in 14 veranschaulichten Vorrichtungen mit proprietären Zusammenschaltungen, standardisierten Zusammenschaltungen (z. B. PCIe) oder einer Kombination davon zusammengeschaltet sein. In mindestens einer Ausführungsform sind eine oder mehrere Komponenten aus 14 unter Verwendung von Compute-Express-Link-(CXL-)Zusammenschaltungen zusammengeschaltet.In at least one embodiment, the electronic device can 1400 without limitation the processor 1410 that is communicatively coupled to any suitable number or type of components, peripherals, modules, or devices. In at least one embodiment, the processor is 1410 coupled using a bus or interface, such as an I 2 C bus, a system management bus ("SMBus"), a low pin count (LPC) bus, a serial peripheral interface - “SPI”), a High Definition Audio (“HDA”) bus, a Serial Advance Technology Attachment (“SATA”) bus, a Universal Serial Bus (“USB”) (version 1 , 2, 3 etc.) or a universal asynchronous receiver / transmitter (“UART”) bus. Illustrated in at least one embodiment 14th a system that includes interconnected hardware devices, or "chips," whereas 14th in other embodiments may illustrate an exemplary SoC. In at least one embodiment, the in 14th illustrated devices may be interconnected with proprietary interconnects, standardized interconnects (e.g., PCIe), or a combination thereof. In at least one embodiment, one or more components are made up 14th interconnected using Compute Express Link (CXL) interconnects.
In mindestens einer Ausführungsform kann 14 eine Anzeige 1424, einen Touchscreen 1425, ein Touchpad 1430, eine Einheit zur Nahfeldkommunikation (Near Field Communications - „NFC“) 1445, einen Sensor-Hub 1440, einen Thermosensor 1446, einen Express-Chipsatz (Express Chipset - „EC“) 1435, ein Trusted Platform Module („TPM“) 1438, BIOS-/Firmware-/Flash-Speicher („BIOS, FW-Flash“) 1422, einen DSP 1460, ein Laufwerk 1420, wie etwa ein Halbleiterlaufwerk (Solid State Disk - „SSD“) oder ein Festplattenlaufwerk (Hard Disk Drive - „HDD“), eine Einheit für ein drahtloses lokales Netz (wireless local area network - „WLAN“) 1450, eine Bluetooth-Einheit 1452, eine Einheit für ein drahtloses Weitverkehrsnetz (Wireless Wide Area Network - „WWAN“) 1456, eine Einheit für ein globales Positionsbestimmungssystem (Global Positioning System - GPS) 1455, eine Kamera („USB-3.0-Kamera“) 1454, wie etwa eine USB-3.0-Kamera, und/oder eine Low-Power-Double-Data-Rate-(„LPDDR“-)Speichereinheit („LPDDR3“) 1415, die zum Beispiel in einem LPDDR3-Standard implementiert ist, beinhalten. Diese Komponenten können jeweils auf eine beliebige geeignete Weise implementiert sein.In at least one embodiment, can 14th an ad 1424 , a touch screen 1425 , a touchpad 1430 , a unit for near field communications ("NFC") 1445 , a sensor hub 1440 , a thermal sensor 1446 , an express chipset (Express Chipset - "EC") 1435 , a Trusted Platform Module ("TPM") 1438 , BIOS / firmware / flash memory ("BIOS, FW flash") 1422 , a DSP 1460 , a drive 1420 such as a solid state disk ("SSD") or a Hard disk drive ("HDD"), a unit for a wireless local area network ("WLAN") 1450 , a bluetooth unit 1452 , a unit for a wireless wide area network ("WWAN") 1456 , a unit for a global positioning system (GPS) 1455 , a camera ("USB 3.0 camera") 1454 such as a USB 3.0 camera and / or a low-power double data rate ("LPDDR") storage unit ("LPDDR3") 1415 implemented in an LPDDR3 standard, for example. These components can each be implemented in any suitable manner.
In mindestens einer Ausführungsform können andere Komponenten durch hierin beschriebene Komponenten kommunikativ an den Prozessor 1410 gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform können ein Beschleunigungsmesser 1441, ein Umgebungslichtsensor (ambient light sensor - „ALS“) 1442, ein Kompass 1443 und ein Gyroskop 1444 kommunikativ an den Sensor-Hub 1440 gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform können ein Thermosensor 1439, ein Lüfter 1437, eine Tastatur 1436 und ein Touchpad 1430 kommunikativ an den EC 1435 gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform können Lautsprecher 1463, Kopfhörer 1464 und ein Mikrofon („Mikro“) 1465 kommunikativ an eine Audioeinheit („Audiocodec und Klasse-D-Verst.“) 1462 gekoppelt sein, die wiederum kommunikativ an den DSP 1460 gekoppelt sein kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die Audioeinheit 1462 zum Beispiel und ohne Einschränkung einen Audiocodierer/-decodierer („Codec“) und einen Klasse-D-Verstärker beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann eine SIM-Karte („SIM“) 1457 kommunikativ an die WWAN-Einheit 1456 gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform können Komponenten wie etwa die WLAN-Einheit 1450 und die Bluetooth-Einheit 1452 sowie die WWAN-Einheit 1456 in einem Next Generation Form Factor („NGFF“) implementiert sein.In at least one embodiment, other components can be communicative to the processor through components described herein 1410 be coupled. In at least one embodiment, an accelerometer can be used 1441 , an ambient light sensor ("ALS") 1442 , a compass 1443 and a gyroscope 1444 communicative to the sensor hub 1440 be coupled. In at least one embodiment, a thermal sensor 1439 , a fan 1437 , a keyboard 1436 and a touchpad 1430 communicative to the EC 1435 be coupled. In at least one embodiment, speakers 1463 , Headphone 1464 and a microphone ("micro") 1465 communicatively to an audio unit ("audio codec and class D amplifier") 1462 be coupled, which in turn communicatively to the DSP 1460 can be coupled. In at least one embodiment, the audio unit can 1462 include, for example and without limitation, an audio encoder / decoder ("Codec") and a Class D amplifier. In at least one embodiment, a SIM card ("SIM") 1457 communicative to the WWAN unit 1456 be coupled. In at least one embodiment, components such as the WLAN unit 1450 and the bluetooth unit 1452 as well as the WWAN unit 1456 be implemented in a Next Generation Form Factor ("NGFF").
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 14 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 14th can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
15 veranschaulicht ein Computersystem 1500 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist das Computersystem 1500 so konfiguriert, dass es verschiedene Prozesse und Verfahren implementiert, die in dieser Offenbarung beschrieben sind. 15th illustrates a computer system 1500 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the computer system is 1500 configured to implement various processes and methods described in this disclosure.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Computersystem 1500 ohne Einschränkung mindestens eine zentrale Verarbeitungseinheit („CPU“) 1502, die mit einem Kommunikationsbus 1510 verbunden ist, der unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Protokolls implementiert ist, wie etwa PCI („Peripheral Component Interconnect“), Peripheral Component Interconnect Express („PCI-Express“), AGP („Accelerated Graphics Port“), HyperTransport oder beliebiger anderer Bus- oder Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsprotokoll(e). In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Computersystem 1500 ohne Einschränkung einen Hauptspeicher 1504 und Steuerlogik (z. B. implementiert als Hardware, Software oder eine Kombination davon) und Daten werden in dem Hauptspeicher 1504 gespeichert, der die Form eines Direktzugriffsspeichers („RAM“) annehmen kann. In mindestens einer Ausführungsform stellt ein Netzschnittstellen-Teilsystem („Netzschnittstelle“) 1522 eine Schnittstelle zu anderen Rechenvorrichtungen und Netzen bereit, um Daten von anderen Systemen mit dem Computersystem 1500 zu empfangen und an diese zu übertragen.In at least one embodiment, the computer system comprises 1500 without restriction at least one central processing unit ("CPU") 1502, which is connected to a communication bus 1510 implemented using any suitable protocol such as Peripheral Component Interconnect (PCI), Peripheral Component Interconnect Express (PCI-Express), Accelerated Graphics Port (AGP), HyperTransport, or any other bus - or point-to-point communication protocol (s). In at least one embodiment, the computer system includes 1500 a main memory without restriction 1504 and control logic (e.g. implemented as hardware, software, or a combination thereof) and data are in main memory 1504 which may take the form of random access memory ("RAM"). In at least one embodiment, a network interface subsystem ("network interface") 1522 an interface to other computing devices and networks ready to transfer data from other systems to the computer system 1500 to receive and transmit to them.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Computersystem 1500 ohne Einschränkung in mindestens einer Ausführungsform Eingabevorrichtungen 1508, ein Parallelverarbeitungssystem 1512 und Anzeigevorrichtungen 1506, die unter Verwendung einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre (cathode ray tube - „CRT“), einer Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display - „LCD“), einer Anzeige mit Leuchtdioden (light emitting diode - „LED“), einer Plasmaanzeige oder anderer geeigneter Anzeigetechnologien implementiert sein können. In mindestens einer Ausführungsform werden Benutzereingaben von Eingabevorrichtungen 1508 wie etwa Tastatur, Maus, Touchpad, Mikrofon usw. empfangen. In mindestens einer Ausführungsform kann sich jedes hierin beschriebene Modul auf einer einzelnen Halbleiterplattform befinden, um ein Verarbeitungssystem zu bilden.In at least one embodiment, the computer system includes 1500 without limitation, input devices in at least one embodiment 1508 , a parallel processing system 1512 and display devices 1506 implemented using a conventional cathode ray tube ("CRT"), liquid crystal display ("LCD"), light emitting diode ("LED") display, plasma display, or other suitable display technology could be. In at least one embodiment, user inputs are from input devices 1508 such as keyboard, mouse, touchpad, microphone, etc. received. In at least one embodiment, each module described herein can reside on a single semiconductor platform to form a processing system.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 15 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least In one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 15th can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
16 veranschaulicht ein Computersystem 1600 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Computersystem 1600 ohne Einschränkung einen Computer 1610 und einen USB-Stick 1620. In mindestens einer Ausführungsform kann der Computer 1610 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Prozessor(en) (nicht gezeigt) und einen Speicher (nicht gezeigt) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Computer 1610 ohne Einschränkung einen Server, eine Cloud-Instanz, einen Laptop und einen Desktop-Computer. 16 illustrates a computer system 1600 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the computer system includes 1600 without limitation a computer 1610 and a USB stick 1620 . In at least one embodiment, the computer can 1610 include, without limitation, any number and type of processor (s) (not shown) and memory (not shown). In at least one embodiment, the computer includes 1610 without limitation a server, a cloud instance, a laptop and a desktop computer.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der USB-Stick 1620 ohne Einschränkung eine Verarbeitungseinheit 1630, eine USB-Schnittstelle 1640 und eine USB-Schnittstellenlogik 1650. In mindestens einer Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit 1630 ein(e) beliebige(s/r) Anweisungsausführungssystem, -apparat oder -vorrichtung sein, das/der/die dazu in der Lage ist, Anweisungen auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit 1630 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Verarbeitungskernen (nicht gezeigt) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Verarbeitungseinheit 1630 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung („ASIC“), die zum Durchführen beliebiger Mengen und Typen von Operationen optimiert ist, die mit maschinellem Lernen assoziiert sind. Zum Beispiel ist in mindestens einer Ausführungsform die Verarbeitungseinheit 1630 eine Tensor-Verarbeitungseinheit („TPC“), die zum Durchführen von Inferenzoperationen des maschinellen Lernens optimiert ist. In mindestens einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 1630 eine Sichtverarbeitungseinheit (vision processing unit - „VPU“), die für zum Durchführen von Inferenzoperationen des maschinellen Sehens und des maschinellen Lernens optimiert ist.In at least one embodiment, the USB stick contains 1620 one processing unit without restriction 1630 , a USB interface 1640 and USB interface logic 1650 . In at least one embodiment, the processing unit can 1630 any instruction execution system, apparatus, or device capable of executing instructions. In at least one embodiment, the processing unit can 1630 include, without limitation, any number and type of processing cores (not shown). In at least one embodiment, the processing unit comprises 1630 an application specific integrated circuit ("ASIC") optimized to perform any amount and type of operations associated with machine learning. For example, in at least one embodiment, is the processing unit 1630 a Tensor Processing Unit ("TPC") optimized to perform machine learning inference operations. In at least one embodiment, the processing unit is 1630 a vision processing unit ("VPU") optimized for performing machine vision and machine learning inference operations.
In mindestens einer Ausführungsform kann die USB-Schnittstelle 1640 ein beliebiger Typ von USB-Stecker oder USB-Buchse sein. Zum Beispiel ist in mindestens einer Ausführungsform die USB-Schnittstelle 1640 eine USB-3.0-Typ-C-Buchse für Daten und Leistung. In mindestens einer Ausführungsform ist die USB-Schnittstelle 1640 ein USB-3.0-Typ-A-Stecker. In mindestens einer Ausführungsform kann die USB-Schnittstellenlogik 1650 eine beliebige Menge und einen beliebigen Typ von Logik beinhalten, die es der Verarbeitungseinheit 1630 ermöglicht, über den USB-Stecker 1640 eine Schnittstelle mit Vorrichtungen (z. B. dem Computer 1610) zu bilden.In at least one embodiment, the USB interface can 1640 be any type of USB plug or USB socket. For example, in at least one embodiment is the USB interface 1640 a USB 3.0 Type-C socket for data and power. In at least one embodiment, the USB interface is 1640 a USB 3.0 Type A plug. In at least one embodiment, the USB interface logic 1650 involve any amount and type of logic that allows the processing unit 1630 allows via the USB connector 1640 an interface with devices (e.g. the computer 1610 ) to build.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System aus 16 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system 16 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
17A veranschaulicht eine beispielhafte Architektur, in der eine Vielzahl von GPUs 1710(1)-1710(N) über Hochgeschwindigkeitsverknüpfungen 1740(1)-1740(N) (z. B. Busse, Punkt-zu-Punkt-Zusammenschaltungen usw.) kommunikativ an eine Vielzahl von Mehrkernprozessoren 1705(1)-1705(M) gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform unterstützen die Hochgeschwindigkeitsverknüpfungen 1740(1)-1740(N) einen Kommunikationsdurchsatz von 4 GB/s, 30 GB/s, 80 GB/s oder höher. In mindestens einer Ausführungsform können verschiedene Zusammenschaltungsprotokolle verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, PCIe 4.0 oder 5.0 und NVLink 2.0. In verschiedenen Figuren stellen „N“ und „M“ positive ganze Zahlen dar, deren Werte von Figur zu Figur unterschiedlich sein können. 17A illustrates an example architecture that uses a variety of GPUs 1710 (1) -1710 (N) over high speed links 1740 (1) -1740 (N) (e.g. buses, point-to-point interconnections, etc.) communicatively to a variety of multi-core processors 1705 (1) -1705 (M) is coupled. In at least one embodiment, the links support high speed links 1740 (1) -1740 (N) a communication throughput of 4 GB / s, 30 GB / s, 80 GB / s or higher. In at least one embodiment, various interconnection protocols may be used including, but not limited to, PCIe 4.0 or 5.0 and NVLink 2.0. In different figures, “N” and “M” represent positive integers, the values of which can vary from figure to figure.
Zusätzlich und in mindestens einer Ausführungsform sind zwei oder mehr der GPUs 1710 über Hochgeschwindigkeitsverknüpfungen 1729(1)-1729(2) zusammengeschaltet, die unter Verwendung ähnlicher oder anderer Protokolle/Verknüpfungen implementiert sein können als derjenigen, die für die Hochgeschwindigkeitsverknüpfungen 1740(1)-1740(N) verwendet werden. Auf ähnliche Weise können zwei oder mehr der Mehrkernprozessoren 1705 über eine Hochgeschwindigkeitsverknüpfung 1728 verbunden sein, bei der es sich um Busse eines symmetrischen Multiprozessors (symmetric multi-processor - SMP) handeln kann, die mit 20 GB/s, 30 GB/s, 120 GB/s oder höher betrieben werden. Alternativ kann die gesamte Kommunikation zwischen den verschiedenen in 17A gezeigten Systemkomponenten unter Verwendung von ähnlichen Protokollen/Verknüpfungen erzielt werden (z. B. über eine gemeinsame Zusammenschaltungsstruktur).Additionally, and in at least one embodiment, there are two or more of the GPUs 1710 over high speed links 1729 (1) -1729 (2) interconnected, which may be implemented using similar or different protocols / links than those used for the high-speed links 1740 (1) -1740 (N) be used. Similarly, two or more of the multi-core processors 1705 over a high speed link 1728 which can be symmetric multi-processor (SMP) buses operating at 20 GB / s, 30 GB / s, 120 GB / s, or higher. Alternatively, all communication between the various in 17A system components shown can be achieved using similar protocols / links (e.g. via a common interconnection structure).
In mindestens einer Ausführungsform ist jeder Mehrkernprozessor 1705 jeweils über Speicherzusammenschaltungen 1726(1)-1726(M) kommunikativ an einen Prozessorspeicher 1701(1)-1701(M) gekoppelt und jede GPU 1710(1)-1710(N) jeweils über GPU-Speicherzusammenschaltungen 1750(1)-1750(N) kommunikativ an den GPU-Speicher 1720(1)-1720(N) gekoppelt. In mindestens einer Ausführungsform können die Speicherzusammenschaltungen 1726 und 1750 ähnliche oder unterschiedliche Speicherzugriffstechnologien nutzen. Bei den Prozessorspeichern 1701(1)-1701(M) und den GPU-Speichern 1720 kann es sich beispielsweise und ohne Einschränkung um flüchtige Speicher, wie etwa dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAMs) (einschließlich gestapelter DRAMs), Grafik-DDR-SDRAM (GDDR) (z. B. GDDR5, GDDR6) oder Speicher mit hoher Bandbreite (High Bandwidth Memory - HBM), und/oder um nichtflüchtige Speicher, wie etwa 3D XPoint oder Nano-Ram, handeln. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Abschnitt der Prozessorspeicher 1701 flüchtiger Speicher sein und ein anderer Abschnitt nichtflüchtiger Speicher sein (z. B. unter Verwendung einer Speicherhierarchie mit zwei Levels (two-level memory - 2LM)).In at least one embodiment, each is a multi-core processor 1705 each via storage interconnections 1726 (1) -1726 (M) communicatively to a processor memory 1701 (1) -1701 (M) paired and any GPU 1710 (1) -1710 (N) each via GPU memory interconnections 1750 (1) -1750 (N) communicative to the GPU memory 1720 (1) -1720 (N) coupled. In at least one embodiment, the memory interconnects 1726 and 1750 use similar or different memory access technologies. With the processor memories 1701 (1) -1701 (M) and the GPU memories 1720 For example, it can be, without limitation, volatile memory such as dynamic random access memory (DRAM) (including stacked DRAMs), graphics DDR-SDRAM (GDDR) (e.g. GDDR5, GDDR6), or high-bandwidth memory - HBM) and / or non-volatile memories such as 3D XPoint or Nano-Ram. In at least one embodiment, a portion of the processor memory 1701 volatile memory and another section of non-volatile memory (e.g. using a two-level memory (2LM) hierarchy).
Wie hierin beschrieben, können verschiedene Mehrkernprozessoren 1705 und GPUs 1710 zwar physisch an einen konkreten Speicher 1701 bzw. 1720 gekoppelt sein und/oder eine einheitliche Speicherarchitektur implementiert sein, bei der ein virtueller Systemadressraum (auch als „effektiver Adressraum“ bezeichnet) auf verschiedene physische Speicher verteilt ist. Zum Beispiel können die Prozessorspeicher 1701(1)-1701(M) jeweils 64 GB Systemspeicheradressraum umfassen und die GPU-Speicher 1720(1)-1720(N) jeweils 32 GB Systemspeicheradressraum umfassen, was zu einem adressierbaren Speicher von insgesamt 256 GB führt, wenn M=2 und N=4. Andere Werte für N und M sind möglich.As described herein, various multi-core processors 1705 and GPUs 1710 although physically to a specific memory 1701 or. 1720 be coupled and / or implemented a uniform memory architecture in which a virtual system address space (also referred to as “effective address space”) is distributed over different physical memories. For example, the processor memory 1701 (1) -1701 (M) each include 64 GB of system memory address space and the GPU memory 1720 (1) -1720 (N) each have 32 GB of system memory address space, resulting in a total of 256 GB of addressable memory when M = 2 and N = 4. Other values for N and M are possible.
17B veranschaulicht zusätzliche Details für eine Zusammenschaltung zwischen einem Mehrkernprozessor 1707 und einem Grafikbeschleunigungsmodul 1746 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 einen oder mehrere GPU-Chips beinhalten, die auf einer Leitungskarte integriert sind, die über eine Hochgeschwindigkeitsverknüpfung 1740 (z. B. einen PCIe-Bus, NVLink usw.) an den Prozessor 1707 gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform kann das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 alternativ auf einem Gehäuse oder Chip mit dem Prozessor 1707 integriert sein. 17B illustrates additional details for interconnection between a multi-core processor 1707 and a graphics accelerator module 1746 according to an exemplary embodiment. In at least one embodiment, the graphics accelerator module 1746 include one or more GPU chips integrated on a line card that over a high speed link 1740 (e.g. a PCIe bus, NVLink, etc.) to the processor 1707 is coupled. In at least one embodiment, the graphics accelerator module 1746 alternatively on a housing or chip with the processor 1707 be integrated.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Prozessor 1707 eine Vielzahl von Kernen 1760A-1760D, jeder mit einem Adressenübersetzungspuffer (translation lookaside buffer - „TLB“) 1761A-1761D und einem oder mehreren Caches 1762A-1762D. In mindestens einer Ausführungsform können die Kerne 1760A-1760D verschiedene andere Komponenten zum Ausführen von Anweisungen und Verarbeiten von Daten beinhalten, die nicht veranschaulicht sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Caches 1762A-1762D Level-1-(L1-) und Level-2-(L2-)Caches umfassen. Außerdem können ein oder mehrere gemeinsam genutzte Caches 1756 in den Caches 1762A-1762D enthalten sein und von Sätzen von Kernen 1760A-1760D gemeinsam genutzt werden. Eine Ausführungsform des Prozessors 1707 beinhaltet zum Beispiel 24 Kerne, jeder mit einem eigenen L1-Cache, zwölf gemeinsam genutzten L2-Caches und zwölf gemeinsam genutzten L3-Caches. In dieser Ausführungsform werden ein oder mehrere L2- und L3-Caches von zwei benachbarten Kernen gemeinsam genutzt. In mindestens einer Ausführungsform sind der Prozessor 1707 und das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 mit dem Systemspeicher 1714 verbunden, der die Prozessorspeicher 1701 (1)-1701(M) aus 17A beinhalten kann.In at least one embodiment, the processor includes 1707 a variety of cores 1760A-1760D , each with a translation lookaside buffer ("TLB") 1761A-1761D and one or more caches 1762A-1762D . In at least one embodiment, the cores 1760A-1760D include various other components for executing instructions and processing data that are not illustrated. In at least one embodiment, the caches 1762A-1762D Include level 1 (L1) and level 2 (L2) caches. You can also have one or more shared caches 1756 in the caches 1762A-1762D be included and from sets of kernels 1760A-1760D shared. One embodiment of the processor 1707 includes, for example, 24 cores, each with its own L1 cache, twelve shared L2 caches, and twelve shared L3 caches. In this embodiment, one or more L2 and L3 caches are shared between two adjacent cores. In at least one embodiment, the processor is 1707 and the graphics accelerator module 1746 with the system memory 1714 connected to the processor memory 1701 (1) -1701 (M) out 17A may include.
In mindestens einer Ausführungsform wird die Kohärenz für Daten und Anweisungen, die in verschiedenen Caches 1762A-1762D, 1756 und Systemspeicher 1714 gespeichert sind, über Zwischenkernkommunikation über einen Kohärenzbus 1764 aufrechterhalten. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform jeder Cache eine Cache-Kohärenzlogik/-schaltung aufweisen, die damit assoziiert ist, um als Reaktion auf detektierte Lese- oder Schreibvorgänge in konkreten Cache-Zeilen über den Kohärenzbus 1764 zu kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform wird ein Cache-Snooping-Protokoll über den Kohärenzbus 1764 implementiert, um Cache-Zugriffe per Snooping zu kontrollieren.In at least one embodiment, consistency is maintained for data and instructions that are in different caches 1762A-1762D , 1756 and system memory 1714 are stored via inter-core communication via a coherence bus 1764 maintain. For example, in at least one embodiment, each cache may have cache coherency logic / circuitry associated therewith to respond to detected reads or writes to particular cache lines over the coherency bus 1764 to communicate. In at least one embodiment, a cache snooping protocol is used over the coherence bus 1764 implemented to control cache access via snooping.
In mindestens einer Ausführungsform koppelt eine Proxy-Schaltung 1725 das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 kommunikativ an den Kohärenzbus 1764, was es dem Grafikbeschleunigungsmodul 1746 ermöglicht, an einem Cache-Kohärenzprotokoll als Peer der Kerne 1760A-1760D teilzunehmen. Insbesondere stellt in mindestens einer Ausführungsform eine Schnittstelle 1735 Verbindungsfähigkeit mit der Proxy-Schaltung 1725 über eine Hochgeschwindigkeitsverknüpfung 1740 bereit und eine Schnittstelle 1737 verbindet das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 mit der Hochgeschwindigkeitsverknüpfung 1740.In at least one embodiment, a proxy circuit couples 1725 the graphics accelerator 1746 communicative to the coherence bus 1764 what it is the graphics accelerator 1746 allows to peer the cores on a cache coherency protocol 1760A-1760D to participate. In particular, in at least one embodiment, there is an interface 1735 Connectivity with the proxy circuit 1725 over a high speed link 1740 ready and an interface 1737 connects the graphics accelerator module 1746 with the high speed link 1740 .
In mindestens einer Ausführungsform stellt eine Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 Cache-Verwaltungs-, Speicherzugriffs-, Kontextverwaltungs- und Unterbrechungsverwaltungsdienste im Auftrag einer Vielzahl von Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746 bereit. In mindestens einer Ausführungsform können die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) jeweils eine separate Grafikverarbeitungseinheit (GPU) umfassen. In mindestens einer Ausführungsform können die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) alternativ unterschiedliche Typen von Grafikverarbeitungs-Engines innerhalb einer GPU umfassen, wie etwa Grafikausführungseinheiten, Medienverarbeitungs-Engines (z. B. Videocodierer/-decodierer), Abtaster und Blit-Engines. In mindestens einer Ausführungsform kann das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 eine GPU mit einer Vielzahl von Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) sein oder die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) können einzelne GPUs sein, die auf einem gemeinsamen Gehäuse, einer Leitungskarte oder einem Chip integriert sind.In at least one embodiment, an accelerator integration circuit provides 1736 Cache management, memory access, context management and interrupt management services on behalf a variety of graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) of the graphics accelerator 1746 ready. In at least one embodiment, the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) each comprise a separate graphics processing unit (GPU). In at least one embodiment, the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) alternatively, include different types of graphics processing engines within a GPU, such as graphics execution units, media processing engines (e.g., video encoders / decoders), scanners, and blit engines. In at least one embodiment, the graphics accelerator module 1746 a GPU with a variety of graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) his or the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) can be individual GPUs that are integrated on a common housing, a line card or a chip.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 eine Speicherverwaltungseinheit (MMU) 1739 zum Durchführen verschiedener Speicherverwaltungsfunktionen, wie etwa Übersetzungen von virtuellem in physischen Speicher (auch als Übersetzungen von effektivem in realen Speicher bezeichnet) und Speicherzugriffsprotokolle zum Zugreifen auf Systemspeicher 1714. Die MMU 1739 kann in mindestens einer Ausführungsform auch einen Adressenübersetzungspuffer (TLB) (nicht gezeigt) für das Caching von Übersetzungen von virtuellen/effektiven in physische/reale Adressen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Cache 1738 Befehle und Daten für einen effizienten Zugriff durch die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) speichern. In mindestens einer Ausführungsform werden die in dem Cache 1738 und in den Grafikspeichern 1733(1)-1733(M) gespeicherten Daten mit den Kern-Caches 1762A-1762D, 1756 und dem Systemspeicher 1714 kohärent gehalten, möglicherweise unter Verwendung einer Abrufeinheit 1744. Wie erwähnt, kann dies über die Proxy-Schaltung 1725 im Auftrag des Caches 1738 und der Speicher 1733(1)-1733(M) erzielt werden (z. B. Senden von Aktualisierungen an den Cache 1738 in Bezug auf Modifikationen/Zugriffe auf Cache-Zeilen in den Prozessor-Caches 1762A-1762D, 1756 und Empfangen von Aktualisierungen von dem Cache 1738).In at least one embodiment, includes the accelerator integration circuit 1736 a memory management unit (MMU) 1739 to perform various memory management functions, such as virtual to physical memory translations (also known as effective to real memory translations) and memory access protocols to access system memory 1714 . The MMU 1739 may also include, in at least one embodiment, an address translation buffer (TLB) (not shown) for caching translations from virtual / effective to physical / real addresses. In at least one embodiment, a cache 1738 Commands and data for efficient access by the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) to save. In at least one embodiment, the 1738 and in the graphics memory 1733 (1) -1733 (M) stored data with the core caches 1762A-1762D , 1756 and the system memory 1714 kept coherent, possibly using a retrieval unit 1744 . As mentioned, this can be done via the proxy circuit 1725 on behalf of the cache 1738 and the memory 1733 (1) -1733 (M) achieved (e.g., sending updates to the cache 1738 with regard to modifications / accesses to cache lines in the processor caches 1762A-1762D , 1756 and receiving updates from the cache 1738 ).
In mindestens einer Ausführungsform speichert ein Satz von Registern 1745 Kontextdaten für Threads, die durch die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) ausgeführt werden, und eine Kontextverwaltungsschaltung 1748 verwaltet Thread-Kontexte. Zum Beispiel kann die Kontextverwaltungsschaltung 1748 Sicherungs- und Wiederherstellungsoperationen durchführen, um Kontexte verschiedener Threads während Kontextumschaltungen zu sichern und wiederherzustellen (z. B., wenn ein erster Thread gesichert und ein zweiter Thread gespeichert wird, damit ein zweiter Thread durch eine Grafikverarbeitungs-Engine ausgeführt werden kann). Zum Beispiel kann die Kontextverwaltungsschaltung 1748 bei einer Kontextumschaltung derzeitige Registerwerte in einer bezeichneten Region in dem Speicher speichern (z. B. identifiziert durch einen Kontextzeiger). Sie kann dann bei der Rückkehr zu einem Kontext die Registerwerte wiederherstellen. In mindestens einer Ausführungsform empfängt und verarbeitet eine Unterbrechungsverwaltungsschaltung 1747 von Systemvorrichtungen empfangene Unterbrechungen.In at least one embodiment, a set of registers stores 1745 Context data for threads passed by the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) and a context management circuit 1748 manages thread contexts. For example, the context management circuit 1748 Perform backup and restore operations to back up and restore contexts of different threads during context switches (for example, when backing up a first thread and saving a second thread so that a second thread can be executed by a graphics processing engine). For example, the context management circuit 1748 store current register values in a designated region in memory upon context switch (e.g. identified by a context pointer). It can then restore the register values when returning to a context. In at least one embodiment, an interrupt management circuit receives and processes 1747 interrupts received from system devices.
In einer Implementation werden virtuelle/effektive Adressen von einer Grafikverarbeitungs-Engine 1731 durch die MMU 1739 in reale/physische Adressen in dem Systemspeicher 1714 übersetzt. In mindestens einer Ausführungsform unterstützt die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 mehrere (z. B. 4, 8, 16) Grafikbeschleunigermodule 1746 und/oder andere Beschleunigervorrichtungen. Das Grafikbeschleunigermodul 1746 kann in mindestens einer Ausführungsform für eine einzelne Anwendung dediziert sein, die auf dem Prozessor 1707 ausgeführt wird, oder von mehreren Anwendungen gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform ist eine virtualisierte Grafikausführungsumgebung dargestellt, in der die Ressourcen der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) mit mehreren Anwendungen oder virtuellen Maschinen (VMs) gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Ressourcen in „Scheiben“ unterteilt werden, die unterschiedlichen VMs und/oder Anwendungen auf Grundlage von Verarbeitungsanforderungen und Prioritäten, die mit VMs und/oder Anwendungen assoziiert sind, zugewiesen werden.In one implementation, virtual / effective addresses are provided by a graphics processing engine 1731 through the MMU 1739 in real / physical addresses in the system memory 1714 translated. In at least one embodiment, the accelerator integration circuit supports 1736 multiple (e.g. 4, 8, 16) graphics accelerator modules 1746 and / or other accelerator devices. The graphics accelerator module 1746 may, in at least one embodiment, be dedicated to a single application running on the processor 1707 running or shared by multiple applications. In at least one embodiment, a virtualized graphics execution environment is shown in which the resources of the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) shared with multiple applications or virtual machines (VMs). In at least one embodiment, the resources may be divided into "slices" that are allocated to different VMs and / or applications based on processing requirements and priorities associated with VMs and / or applications.
In mindestens einer Ausführungsform fungiert die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 als Brücke zu einem System für das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 und sie stellt Adressübersetzungs- und Systemspeicher-Cache-Dienste bereit. Darüber hinaus kann die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 in mindestens einer Ausführungsform Virtualisierungseinrichtungen für einen Host-Prozessor bereitstellen, um die Virtualisierung der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N), Unterbrechungen und Speicherverwaltung zu verwalten.In at least one embodiment, the accelerator integration circuit functions 1736 as a bridge to a system for the graphics accelerator module 1746 and it provides address translation and system memory cache services. In addition, the accelerator integration circuit 1736 in at least one embodiment, provide virtualization devices for a host processor in order to virtualize the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) Manage interruptions and memory management.
Da in mindestens einer Ausführungsform die Hardware-Ressourcen der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) explizit auf einen realen Adressraum abgebildet sind, den der Host-Prozessor 1707 sieht, kann ein beliebiger Host-Prozessor diese Ressourcen direkt unter Verwendung eines effektiven Adresswerts adressieren. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Funktion der Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 die physische Trennung der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N), sodass sie einem System als unabhängige Einheiten erscheinen.Since, in at least one embodiment, the hardware resources of the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) are explicitly mapped to a real address space assigned to the host processor 1707 any host processor can directly address these resources using an effective address value. In at least one embodiment, is a function of the accelerator integration circuit 1736 the physical separation of the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) so that they appear as independent units to a system.
In mindestens einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Grafikspeicher 1733(1)-1733(M) jeweils an jede der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) gekoppelt und es gilt N=M. In mindestens einer Ausführungsform speichern die Grafikspeicher 1733(1)-1733(M) Anweisungen und Daten, die durch jede der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) verarbeitet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann es sich bei den Grafikspeichern 1733(1)-1733(M) um flüchtige Speicher, wie etwa DRAMs (einschließlich gestapelter DRAMs), GDDR-Speicher (z. B. GDDR5, GDDR6) oder HBM, und/oder um nichtflüchtige Speicher, wie etwa 3D XPoint oder Nano-Ram, handeln.In at least one embodiment, there are one or more graphics memories 1733 (1) -1733 (M) each to each of the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) coupled and N = M. In at least one embodiment, the graphics memories store 1733 (1) -1733 (M) Instructions and data passed by each of the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) are processed. In at least one embodiment, it can be the graphics memories 1733 (1) -1733 (M) volatile memories such as DRAMs (including stacked DRAMs), GDDR memories (e.g. GDDR5, GDDR6) or HBM, and / or non-volatile memories such as 3D XPoint or Nano-Ram.
In einer Ausführungsform werden zum Reduzieren des Datenverkehrs über die Hochgeschwindigkeitsverknüpfung 1740 Verzerrungstechniken verwendet, um sicherzustellen, dass es sich bei den in den Grafikspeichern 1733(1)-1733(M) gespeicherten Daten um Daten handelt, die am häufigsten durch die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) verwendet werden und vorzugsweise nicht durch die Kerne 1760A-1760D verwendet werden (zumindest nicht häufig). Auf ähnliche Weise versucht in mindestens einer Ausführungsform ein Verzerrungsmechanismus, Daten, die von den Kernen (und vorzugsweise nicht von den Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N)) benötigt werden, innerhalb der Caches 1762A-1762D, 1756 und des Systemspeichers 1714 zu behalten.In one embodiment, to reduce traffic over the high speed link 1740 Distortion techniques are used to ensure that it is in the graphics memory 1733 (1) -1733 (M) Stored data is data that is most commonly used by the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) and preferably not through the cores 1760A-1760D used (at least not often). Similarly, in at least one embodiment, a warping mechanism attempts to extract data from the cores (and preferably not from the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) ) are needed within the caches 1762A-1762D , 1756 and system memory 1714 to keep.
17C veranschaulicht eine andere beispielhafte Ausführungsform, bei der die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 in den Prozessor 1707 integriert ist. In dieser Ausführungsform kommunizieren die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) direkt über die Hochgeschwindigkeitsverknüpfung 1740 mit der Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 über die Schnittstelle 1737 und die Schnittstelle 1735 (die wiederum eine beliebige Form von Bus- oder Schnittstellenprotokoll sein können). In mindestens einer Ausführungsform kann die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 ähnliche Operationen durchführen wie diejenigen, die in Bezug auf 17B beschrieben sind, aber möglicherweise mit einem höheren Durchsatz, da sie sich in unmittelbarer Nähe zu dem Kohärenzbus 1764 und den Caches 1762A-1762D, 1756 befindet. Mindestens eine Ausführungsform unterstützt unterschiedliche Programmiermodelle, einschließlich eines Programmiermodells mit dediziertem Prozess (ohne Virtualisierung des Grafikbeschleunigungsmoduls) und gemeinsam genutzter Programmiermodelle (mit Virtualisierung), die Programmiermodelle beinhalten können, die durch die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 gesteuert werden, und Programmiermodelle, die durch das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 gesteuert werden. 17C Figure 12 illustrates another exemplary embodiment in which the accelerator integration circuit 1736 into the processor 1707 is integrated. In this embodiment, the graphics processing engines communicate 1731 (1) -1731 (N) directly through the high speed link 1740 with the accelerator integration circuit 1736 through the interface 1737 and the interface 1735 (which in turn can be any form of bus or interface protocol). In at least one embodiment, the accelerator integration circuit 1736 perform operations similar to those relating to 17B but possibly with a higher throughput since they are in close proximity to the coherence bus 1764 and the caches 1762A-1762D , 1756 is located. At least one embodiment supports different programming models, including a dedicated process programming model (without virtualization of the graphics accelerator module) and shared programming models (with virtualization), which may include programming models enabled by the accelerator integration circuit 1736 and programming models that are controlled by the graphics accelerator module 1746 being controlled.
In mindestens einer Ausführungsform sind die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) für eine einzelne Anwendung oder einen einzelnen Prozess unter einem einzelnen Betriebssystem dediziert. In mindestens einer Ausführungsform kann eine einzelne Anwendung andere Anwendungsanforderungen zu der Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) lenken und so eine Virtualisierung innerhalb einer VM/Partition bereitstellen.In at least one embodiment, the graphics processing engines are 1731 (1) -1731 (N) dedicated to a single application or process under a single operating system. In at least one embodiment, a single application may have different application needs about the graphics processing engine 1731 (1) -1731 (N) steer and thus provide a virtualization within a VM / partition.
In mindestens einer Ausführungsform können die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) von mehreren VM-/Anwendungspartitionen gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform können gemeinsam genutzte Modelle einen System-Hypervisor verwenden, um die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) zu virtualisieren und den Zugriff durch jedes Betriebssystem zu ermöglichen. Bei Systemen mit einzelner Partition ohne Hypervisor befinden sich die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) in mindestens einer Ausführungsform im Besitz eines Betriebssystems. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Betriebssystem die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) virtualisieren, um Zugriff auf jeden Prozess oder jede Anwendung bereitzustellen.In at least one embodiment, the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) shared by multiple VM / application partitions. In at least one embodiment, shared models can use a system hypervisor to run the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) virtualize and enable access by any operating system. Single-partition systems with no hypervisor have the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) in at least one embodiment owned by an operating system. In at least one embodiment, an operating system can run the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) virtualize to provide access to any process or application.
In mindestens einer Ausführungsform wählt das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 oder eine einzelne Grafikverarbeitungs-Engine 1731(1)-1731(N) ein Prozesselement unter Verwendung eines Prozessidentifikators aus. In mindestens einer Ausführungsform sind die Prozesselemente in dem Systemspeicher 1714 gespeichert und unter Verwendung der hierin beschriebenen Technik zur Übersetzung von effektiven Adressen in reale Adressen adressierbar. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Prozessidentifikator ein implementationsspezifischer Wert sein, der einem Host-Prozess bereitgestellt wird, wenn er seinen Kontext bei der Grafikverarbeitungs-Engine 1731(1)-1731(N) registriert (das heißt, die Systemsoftware aufruft, um ein Prozesselement zu einer mit dem Prozesselement verknüpften Liste hinzuzufügen). In mindestens einer Ausführungsform können die unteren 16 Bit eines Prozessidentifikators einen Versatz eines Prozesselements innerhalb einer mit dem Prozesselement verknüpften Liste sein.In at least one embodiment, the graphics accelerator module selects 1746 or a single graphics processing engine 1731 (1) -1731 (N) select a process item using a process identifier. In at least one embodiment, the process elements are in system memory 1714 is stored and addressable using the technique described herein for translating effective addresses to real addresses. In at least one embodiment, a process identifier can be an implementation-specific value that is provided to a host process when it is contextualized with the graphics processing engine 1731 (1) -1731 (N) registered (that is, calling the system software to add a process item to a list associated with the process item). In at least one embodiment, the lower 16 bits of a process identifier can be an offset of a process element within a list linked to the process element.
17D veranschaulicht eine beispielhafte Beschleuniger-Integrationsscheibe 1790. In mindestens einer Ausführungsform umfasst eine „Scheibe“ einen vorgegebenen Abschnitt der Verarbeitungsressourcen der Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Anwendung effektiver Adressraum 1782 innerhalb des Systemspeichers 1714, der Prozesselemente 1783 speichert. In mindestens einer Ausführungsform werden Prozesselemente 1783 als Reaktion auf GPU-Aufrufe 1781 von Anwendungen 1780, die auf dem Prozessor 1707 ausgeführt werden, gespeichert. In mindestens einer Ausführungsform enthält ein Prozesselement 1783 den Prozesszustand für die entsprechende Anwendung 1780. In mindestens einer Ausführungsform kann ein in dem Prozesselement 1783 enthaltener Arbeitsdeskriptor (work descriptor - WD) 1784 eine einzelne durch eine Anwendung angeforderte Aufgabe sein oder einen Zeiger auf eine Warteschlange von Aufgaben enthalten. In mindestens einer Ausführungsform ist der WD 1784 ein Zeiger auf eine Aufgabeanforderungswarteschlange im effektiven Adressraum 1782 einer Anwendung. 17D illustrates an exemplary accelerator integration disk 1790 . In at least one embodiment, a “slice” comprises a predetermined portion of the processing resources of the accelerator integration circuit 1736 . In at least one embodiment, an application is an effective address space 1782 within system memory 1714 , the process elements 1783 saves. In at least one embodiment, process elements 1783 in response to GPU calls 1781 of applications 1780 that is on the processor 1707 are saved. In at least one embodiment, contains a process element 1783 the process status for the corresponding application 1780 . In at least one embodiment, a in the process element 1783 included work descriptor (WD) 1784 be a single task requested by an application or contain a pointer to a queue of tasks. In at least one embodiment, the WD is 1784 a pointer to a job request queue in the effective address space 1782 an application.
In mindestens einer Ausführungsform können das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 und/oder die einzelnen Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N) von allen oder einer Teilmenge der Prozesse in einem System gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Infrastruktur zum Einrichten der Prozesszustände und zum Senden eines WD 1784 an ein Grafikbeschleunigungsmodul 1746 zum Starten einer Aufgabe in einer virtualisierten Umgebung enthalten sein.In at least one embodiment, the graphics accelerator module 1746 and / or the individual graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) shared by all or a subset of the processes in a system. In at least one embodiment, an infrastructure for setting up the process states and for sending a WD 1784 to a graphics accelerator 1746 to start a task in a virtualized environment.
In mindestens einer Ausführungsform ist ein Programmiermodell mit dediziertem Prozess implementationsspezifisch. In mindestens einer Ausführungsform besitzt in diesem Modell ein einzelner Prozess das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 oder eine einzelne Grafikverarbeitungs-Engine 1731. Wenn das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 durch einen einzelnen Prozess in Besitz genommen ist, initialisiert ein Hypervisor in mindestens einer Ausführungsform die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 für eine besitzende Partition und ein Betriebssystem initialisiert die Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 für einen besitzenden Prozess, wenn das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 zugeordnet ist.In at least one embodiment, a programming model with a dedicated process is implementation-specific. In at least one embodiment, in this model, a single process owns the graphics accelerator module 1746 or a single graphics processing engine 1731 . When the graphics accelerator 1746 is owned by a single process, in at least one embodiment a hypervisor initializes the accelerator integration circuit 1736 for a owning partition and an operating system initializes the accelerator integration circuit 1736 for an owning process if the graphics accelerator 1746 assigned.
In mindestens einer Ausführungsform ruft im Betrieb eine WD-Abrufeinheit 1791 in der Beschleuniger-Integrationsscheibe 1790 den nächsten WD 1784 ab, der eine Angabe der Arbeit beinhaltet, die durch eine oder mehrere Grafikverarbeitungs-Engines des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746 zu erledigen ist. In mindestens einer Ausführungsform können Daten von dem WD 1784 in den Registern 1745 gespeichert und durch die MMU 1739, die Unterbrechungsverwaltungsschaltung 1747 und/oder die Kontextverwaltungsschaltung 1748 verwendet werden, wie veranschaulicht. Eine Ausführungsform der MMU 1739 beinhaltet zum Beispiel eine Segment-/Seitenlaufschaltung zum Zugreifen auf Segment-/Seitentabellen 1786 innerhalb des virtuellen Adressraums 1785 eines OS. In mindestens einer Ausführungsform kann die Unterbrechungsverwaltungsschaltung 1747 von dem Grafikbeschleunigungsmodul 1746 empfangene Unterbrechungsereignisse 1792 verarbeiten. Beim Durchführen von Grafikoperationen wird in mindestens einer Ausführungsform eine durch eine Grafikverarbeitungs-Engine 1731(1)-1731(N) erzeugte effektive Adresse 1793 durch die MMU 1739 in eine reale Adresse übersetzt.In at least one embodiment, a WD retrieval unit calls during operation 1791 in the accelerator integration disk 1790 the next WD 1784 which includes an indication of the work done by one or more graphics processing engines of the graphics accelerator 1746 is to be done. In at least one embodiment, data from the WD 1784 in the registers 1745 stored and through the MMU 1739 , the interrupt management circuit 1747 and / or the context management circuit 1748 used as illustrated. One embodiment of the MMU 1739 includes, for example, a segment / page scroller for accessing segment / page tables 1786 within the virtual address space 1785 of an OS. In at least one embodiment, the interrupt management circuit 1747 from the graphics accelerator 1746 received interruption events 1792 process. In performing graphics operations, in at least one embodiment, one is performed by a graphics processing engine 1731 (1) -1731 (N) effective address generated 1793 through the MMU 1739 translated into a real address.
In mindestens einer Ausführungsform werden Register 1745 für jede Grafikverarbeitungs-Engine 1731(1)-1731(N) und/oder jedes Grafikbeschleunigungsmodul 1746 dupliziert und sie können durch einen Hypervisor oder ein Betriebssystem initialisiert werden. Jedes dieser duplizierten Register kann in mindestens einer Ausführungsform in einer Beschleuniger-Integrationsscheibe 1790 enthalten sein. Beispielhafte Register, die durch einen Hypervisor initialisiert werden können, sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1 - Durch Hypervisor initialisierte Register Register Nr Beschreibung
1 Scheibensteuerregister
2 Bereichszeiger für geplante Prozesse für reale Adressen (real address - RA)
3 Autoritätsmasken-Überschreibungsregister
4 Unterbrechungsvektor-Tabelleneintragsversatz
5 Unterbrechungsvektor-Tabelleneintragsbegrenzung
6 Zustandsregister
7 ID einer logischen Partition
8 Hypervisor-Beschleunigernutzungsaufzeichnungszeiger für reale Adressen (RA)
9 Speicherbeschreibungsregister
In at least one embodiment, registers 1745 for any graphics processing engine 1731 (1) -1731 (N) and / or any graphics accelerator module 1746 duplicated and they can be initialized by a hypervisor or an operating system. Each of these duplicated registers can, in at least one embodiment, be in an accelerator integration disk 1790 be included. Exemplary registers that can be initialized by a hypervisor are shown in Table 1. Table 1 - Registers initialized by hypervisor Register no description
1 Disk control register
2 Area pointer for planned processes for real addresses (real address - RA)
3 Authority Mask Override Register
4th Break vector table entry offset
5 Break vector table entry limit
6th Status register
7th Logical partition ID
8th Real Address Hypervisor Accelerator Usage Record Pointers (RA)
9 Memory description register
Beispielhafte Register, die durch ein Betriebssystem initialisiert werden können, sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2 - Durch Betriebssystem initialisierte Register Resister Nr Beschreibung
1 Prozess- und Thread-Identifikation
2 Kontext-Sicherungs-/-Wiederherstellungszeiger für effektive Adressen (EA)
3 Beschleunigernutzungsaufzeichnungszeiger für virtuelle Adressen (VA)
4 Speichersegmenttabellenzeiger für virtuelle Adressen (VA)
5 Autoritätsmaske
6 Arbeitsdeskriptor
Exemplary registers that can be initialized by an operating system are shown in Table 2. Table 2 - Registers initialized by the operating system Resister no description
1 Process and thread identification
2 Context Backup / Restore Pointers for Effective Addresses (EA)
3 Accelerator Usage Record Pointer for Virtual Addresses (VA)
4th Virtual Address (VA) Memory Segment Table Pointers
5 Authority mask
6th Work descriptor
In mindestens einer Ausführungsform ist jeder WD 1784 spezifisch für ein konkretes Grafikbeschleunigungsmodul 1746 und/oder die Grafikverarbeitungs-Engines 1731(1)-1731(N). In mindestens einer Ausführungsform enthält er alle Informationen, die für eine Grafikverarbeitungs-Engine 1731(1)-1731(N) erforderlich sind, um Arbeit zu verrichten, oder er kann ein Zeiger auf einen Speicherort sein, an dem eine Anwendung eine Befehlswarteschlange von abzuschließender Arbeit eingerichtet hat.In at least one embodiment, each is a WD 1784 specific for a concrete graphics accelerator module 1746 and / or the graphics processing engines 1731 (1) -1731 (N) . In at least one embodiment, it contains all of the information necessary for a graphics processing engine 1731 (1) -1731 (N) required to do work, or it can be a pointer to a location where an application has established a command queue of work to be completed.
17E veranschaulicht zusätzliche Details für eine beispielhafte Ausführungsform eines gemeinsam genutzten Modells. Diese Ausführungsform beinhaltet einen realen Hypervisor-Adressraum 1798, in dem eine Prozesselementliste 1799 gespeichert ist. In mindestens einer Ausführungsform kann auf den realen Hypervisor-Adressraum 1798 über einen Hypervisor 1796 zugegriffen werden, der die Grafikbeschleunigungsmodul-Engines für das Betriebssystem 1795 virtualisiert. 17E illustrates additional details for an exemplary embodiment of a shared model. This embodiment includes a real hypervisor address space 1798 , in which a process element list 1799 is saved. In at least one embodiment, the real hypervisor address space can be accessed 1798 through a hypervisor 1796 accessed by the graphics accelerator engines for the operating system 1795 virtualized.
In mindestens einer Ausführungsform ermöglichen gemeinsam genutzte Programmiermodelle, dass alle oder eine Teilmenge von Prozessen aus allen oder einer Teilmenge von Partitionen in einem System ein Grafikbeschleunigungsmodul 1746 verwenden. In mindestens einer Ausführungsform gibt es zwei Programmiermodelle, bei denen das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 von mehreren Prozessen und Partitionen gemeinsam genutzt wird, nämlich über Zeitscheiben gemeinsam genutzt und über gerichtete Grafik gemeinsam genutzt.In at least one embodiment, shared programming models enable all or a subset of processes from all or a subset of partitions in a system to have a graphics accelerator module 1746 use. In at least one embodiment, there are two programming models that use the graphics accelerator module 1746 is shared by several processes and partitions, namely shared via time slices and shared via directed graphics.
In mindestens einer Ausführungsform besitzt in diesem Modell der System-Hypervisor 1796 das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 und er stellt seine Funktion allen Betriebssystemen 1795 zur Verfügung. Damit ein Grafikbeschleunigungsmodul 1746 die Virtualisierung durch den System-Hypervisor 1796 unterstützt, muss in mindestens einer Ausführungsform das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 bestimmte Anforderungen einhalten, wie etwa (1) die Aufgabenanforderung einer Anwendung muss autonom sein (das heißt, der Zustand muss zwischen den Aufgaben nicht beibehalten werden), oder das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 muss einen Mechanismus zum Sichern und Wiederherstellen von Kontext bereitstellen, (2) das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 garantiert, dass die Aufgabenanforderung einer Anwendung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abgeschlossen wird, einschließlich etwaiger Übersetzungsfehler, oder das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 stellt eine Fähigkeit bereit, die Verarbeitung einer Aufgabe vorwegzunehmen, und (3) dem Grafikbeschleunigungsmodul 1746 muss Fairness zwischen den Prozessen garantiert werden, wenn es in einem gerichteten gemeinsam genutzten Programmiermodell arbeitet.In at least one embodiment, the system has hypervisor in this model 1796 the graphics accelerator 1746 and it provides its function to all operating systems 1795 to disposal. So a graphics accelerator 1746 the virtualization through the system hypervisor 1796 supports the graphics acceleration module in at least one embodiment 1746 comply with certain requirements, such as (1) an application's task request must be autonomous (that is, the state does not need to be maintained between tasks), or the graphics accelerator 1746 must provide a mechanism for backing up and restoring context, (2) the graphics accelerator 1746 guarantees that an application's task request will be completed within a specified amount of time, including any translation errors, or the graphics accelerator 1746 provides a capability to anticipate the processing of a task and (3) the graphics accelerator module 1746 fairness between processes must be guaranteed when operating in a directed shared programming model.
In mindestens einer Ausführungsform ist es erforderlich, dass die Anwendung 1780 einen Systemaufruf des Betriebssystems 1795 mit einem Grafikbeschleunigungsmodultyp, einem Arbeitsdeskriptor (WD), einem Wert des Autoritätsmaskenregisters (authority mask register - AMR) und einem Kontext-Sicherungs-/-Wiederherstellungsbereichszeiger (context save/restore area pointer - CSRP) vornimmt. In mindestens einer Ausführungsform beschreibt der Typ des Grafikbeschleunigungsmoduls eine gezielte Beschleunigungsfunktion für einen Systemaufruf. In mindestens einer Ausführungsform kann der Typ des Grafikbeschleunigungsmoduls ein systemspezifischer Wert sein. In mindestens einer Ausführungsform ist der WD spezifisch für das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 formatiert und er kann in Form eines Befehls des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746, eines effektiven Adresszeigers auf eine benutzerdefinierte Struktur, eines effektiven Adresszeigers auf eine Befehlswarteschlange oder einer beliebigen anderen Datenstruktur vorliegen, um durch das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 zu verrichtende Arbeit zu beschreiben.In at least one embodiment it is required that the application 1780 a system call of the operating system 1795 with a graphics accelerator type, a work descriptor (WD), an authority mask register (AMR) value, and a context save / restore area pointer (CSRP). In at least one embodiment, the type of graphics acceleration module describes a targeted acceleration function for a system call. In at least one embodiment, the type of graphics acceleration module can be a system-specific value. In at least one embodiment, the WD is specific to the Graphics accelerator 1746 formatted and it can be in the form of a command from the graphics accelerator 1746 , an effective address pointer to a user-defined structure, an effective address pointer to a command queue, or any other data structure to be used by the graphics accelerator 1746 Describe the work to be done.
In mindestens einer Ausführungsform ist ein AMR-Wert ein AMR-Zustand, der für einen derzeitigen Prozess zu verwenden ist. In mindestens einer Ausführungsform ist ein Wert, der an ein Betriebssystem übergeben wird, ähnlich einer Anwendung, die einen AMR festlegt. Falls in mindestens einer Ausführungsform Implementationen der Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 (nicht gezeigt) und des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746 kein Benutzer-Autoritätsmasken-Überschreibungsregister (User Authority Mask Override Register - UAMOR) unterstützen, kann ein Betriebssystem einen derzeitigen UAMOR-Wert auf einen AMR-Wert anwenden, bevor ein AMR in einem Hypervisor-Aufruf übergeben wird. In mindestens einer Ausführungsform kann der Hypervisor 1796 optional einen derzeitigen Wert für ein Autoritätsmasken-Überschreibungsregister (Authority Mask Override Register - AMOR) anwenden, bevor ein AMR in dem Prozesselement 1783 platziert wird. In mindestens einer Ausführungsform ist CSRP eines der Register 1745, die eine effektive Adresse eines Bereichs im effektiven Adressraum 1782 einer Anwendung für das Grafikbeschleunigungsmodul 1746 zum Sichern und Wiederherstellen des Kontextzustands enthalten. In mindestens einer Ausführungsform ist dieser Zeiger optional, falls zwischen Aufgaben oder bei der Präemption einer Aufgabe kein Zustand gespeichert werden muss. In mindestens einer Ausführungsform kann der Kontext-Sicherungs-/-Wiederherstellungsbereich gepinnter Systemspeicher sein.In at least one embodiment, an AMR value is an AMR condition to be used for a current process. In at least one embodiment, a value that is passed to an operating system is similar to an application that sets an AMR. If in at least one embodiment implementations of the accelerator integration circuit 1736 (not shown) and the graphics accelerator module 1746 do not support a User Authority Mask Override Register (UAMOR), an operating system can apply a current UAMOR value to an AMR value before committing an AMR in a hypervisor call. In at least one embodiment, the hypervisor 1796 optionally apply a current value for an Authority Mask Override Register (AMOR) prior to an AMR in the process element 1783 is placed. In at least one embodiment, CSRP is one of the registers 1745 that is an effective address of a range in the effective address space 1782 an application for the graphics accelerator 1746 for backing up and restoring the context state. In at least one embodiment, this pointer is optional if no state has to be saved between tasks or when a task is preempted. In at least one embodiment, the context backup / restore area may be pinned system storage.
Beim Empfangen eines Systemaufrufs kann das Betriebssystem 1795 verifizieren, ob die Anwendung 1780 registriert ist und die Autorität zum Verwenden des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746 bekommen hat. In mindestens einer Ausführungsform ruft das Betriebssystem 1795 dann den Hypervisor 1796 mit den in Tabelle 3 gezeigten Informationen auf.
Tabelle 3 - OS-zu-Hypervisor-Aufrufparameter Parameter Nr. Beschreibung:
1 Ein Arbeitsdeskriptor (WD)
2 Ein Wert eines Autoritätsmaskenregisters (AMR) (möglicherweise maskiert)
3 Ein Kontext-Sicherungs-/-Wiederherstellungsbereichszeiger (CSRP) für effektive Adressen (EA)
4 Eine Prozess-ID (PID) und optional eine Thread-ID (TID)
5 Ein Beschleunigernutzungsaufzeichnungszeiger (accelerator utilization record pointer - AURP) für virtuelle Adressen (virtual address - VA)
6 Virtuelle Adresse eines Speichersegmenttabellenzeigers (storage segment table pointer - SSTP)
7 Eine logische Unterbrechungsdienstnummer (logical interrupt service number - LISN)
When receiving a system call, the operating system may 1795 verify that the application 1780 is registered and has the authority to use the graphics accelerator 1746 got. In at least one embodiment, the operating system calls 1795 then the hypervisor 1796 with the information shown in Table 3. Table 3 - OS to hypervisor call parameters Parameter no. Description:
1 A work descriptor (WD)
2 An Authority Mask Register (AMR) value (possibly masked)
3 A context save / restore area pointer (CSRP) for effective addresses (EA)
4th A process ID (PID) and optionally a thread ID (TID)
5 An accelerator utilization record pointer (AURP) for virtual addresses (VA)
6th Virtual address of a storage segment table pointer (SSTP)
7th A logical interrupt service number (LISN)
In mindestens einer Ausführungsform verifiziert der Hypervisor 1796 beim Empfangen eines Hypervisor-Aufrufs, dass das Betriebssystem 1795 registriert ist und die Autorität zur Verwendung des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746 bekommen hat. In mindestens einer Ausführungsform setzt der Hypervisor 1796 dann das Prozesselement 1783 in eine mit dem Prozesselement verknüpfte Liste für einen entsprechenden Typ des Grafikbeschleunigungsmoduls 1746 ein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Prozesselement die in Tabelle 4 gezeigten Informationen beinhalten.
Tabelle 4 - Prozesselementinformationen Element Nr. Beschreibung
1 Ein Arbeitsdeskriptor (WD)
2 Ein Wert eines Autoritätsmaskenregisters (AMR) (möglicherweise maskiert).
3 Ein Kontext-Sicherungs-/-Wiederherstellungsbereichszeiger (CSRP) für effektive Adressen (EA)
4 Eine Prozess-ID (PID) und optional eine Thread-ID (TID)
5 Ein Beschleunigernutzungsaufzeichnungszeiger (AURP) für virtuelle Adressen (VA)
6 Virtuelle Adresse eines Speichersegmenttabellenzeigers (SSTP)
7 Eine logische Unterbrechungsdienstnummer (LISN)
8 Unterbrechungsvektortabelle, abgeleitet aus Hypervisor-Aufrufparametern
9 Ein Wert des Zustandsregisters (state register - SR)
10 Eine ID einer logischen Partition (logical partition ID - LPID)
11 Ein Hypervisor-Beschleunigernutzungsaufzeichnungszeiger für reale Adressen (RA)
12 Speicherdeskriptorregister (Storage Descriptor Register - SDR)
In at least one embodiment, the hypervisor verifies 1796 when receiving a hypervisor call that the operating system 1795 is registered and has the authority to use the graphics accelerator 1746 got. In at least one embodiment, the hypervisor sets 1796 then the process element 1783 into a list linked to the process element for a corresponding type of graphics accelerator 1746 one. In at least one embodiment, a process element can include the information shown in Table 4. Table 4 - Process Element Information Element no. description
1 A work descriptor (WD)
2 An Authority Mask Register (AMR) value (possibly masked).
3 A context save / restore area pointer (CSRP) for effective addresses (EA)
4th A process ID (PID) and optionally a thread ID (TID)
5 An accelerator usage record pointer (AURP) for virtual addresses (VA)
6th Virtual address of a memory segment table pointer (SSTP)
7th A Logical Interrupt Service Number (LISN)
8th Interrupt vector table derived from hypervisor call parameters
9 A value of the state register (SR)
10 A logical partition ID (LPID)
11th A Hypervisor Accelerator Usage Record Pointer for Real Addresses (RA)
12th Storage Descriptor Register (SDR)
In mindestens einer Ausführungsform initialisiert der Hypervisor eine Vielzahl von Registern 1745 der Beschleuniger-Integrationsscheibe 1790.In at least one embodiment, the hypervisor initializes a plurality of registers 1745 the accelerator integration disk 1790 .
Wie in 17F veranschaulicht, wird in mindestens einer Ausführungsform ein einheitlicher Speicher verwendet, der über einen gemeinsamen virtuellen Speicheradressraum adressierbar ist, der zum Zugreifen auf die physischen Prozessorspeicher 1701(1)-1701(N) und die GPU-Speicher 1720(1)-1720(N) verwendet wird. In dieser Implementation nutzen Operationen, die auf den GPUs 1710(1)-1710(N) ausgeführt werden, einen gleichen virtuellen/effektiven Speicheradressraum für den Zugriff auf die Prozessorspeicher 1701(1)-1701(M) und umgekehrt, was die Programmierbarkeit vereinfacht. In mindestens einer Ausführungsform wird ein erster Abschnitt eines virtuellen/effektiven Adressraums dem Prozessorspeicher 1701(1) zugewiesen, ein zweiter Abschnitt dem zweiten Prozessorspeicher 1701(N), ein dritter Abschnitt dem GPU-Speicher 1720(1) und so weiter. In mindestens einer Ausführungsform wird dadurch ein gesamter virtueller/effektiver Speicherraum (mitunter als effektiver Adressraum bezeichnet) über jeden der Prozessorspeicher 1701 und GPU-Speicher 1720 verteilt, was ermöglicht, dass ein beliebiger Prozessor oder eine beliebige GPU auf einen beliebigen physischen Speicher mit einer virtuellen Adresse zugreifen kann, die auf diesen Speicher abgebildet ist.As in 17F illustrates, in at least one embodiment, a unified memory is used that is addressable via a common virtual memory address space that is used to access the physical processor memory 1701 (1) -1701 (N) and the GPU memory 1720 (1) -1720 (N) is used. In this implementation, operations take advantage of the GPUs 1710 (1) -1710 (N) are executed, an identical virtual / effective memory address space for access to the processor memory 1701 (1) -1701 (M) and vice versa, which simplifies programmability. In at least one embodiment, a first portion of a virtual / effective address space becomes processor memory 1701 (1) allocated, a second section to the second processor memory 1701 (N) , a third section is the GPU memory 1720 (1) and so forth. In at least one embodiment, this creates an entire virtual / effective memory space (sometimes referred to as the effective address space) over each of the processor memories 1701 and GPU memory 1720 distributed, which allows any processor or GPU to access any physical memory with a virtual address mapped to that memory.
In mindestens einer Ausführungsform stellt die Verzerrungs-/Kohärenzverwaltungsschaltung 1794A-1794E innerhalb einer oder mehrerer MMUs 1739A-1739E die Cache-Kohärenz zwischen Caches eines oder mehrerer Host-Prozessoren (z. B. 1705) und GPUs 1710 sicher und implementiert Verzerrungstechniken, die physische Speicher angeben, in denen bestimmte Typen von Daten gespeichert werden sollten. Wenngleich in mindestens einer Ausführungsform mehrere Instanzen der Verzerrungs-/Kohärenzverwaltungsschaltung 1794A-1794E in 17F veranschaulicht sind, kann die Verzerrungs-/Kohärenzschaltung innerhalb einer MMU eines oder mehrerer Host-Prozessoren 1705 und/oder innerhalb der Beschleuniger-Integrationsschaltung 1736 implementiert sein.In at least one embodiment, the distortion / coherence management circuit provides 1794A - 1794E within one or more MMUs 1739A - 1739E the cache coherence between caches of one or more host processors (e.g. 1705 ) and GPUs 1710 safe and implements warping techniques that specify physical memories in which certain types of data should be stored. Although, in at least one embodiment, multiple instances of the distortion / coherence management circuitry 1794A - 1794E in 17F As illustrated, the distortion / coherence circuitry may be within an MMU of one or more host processors 1705 and / or within the accelerator integration circuit 1736 be implemented.
Eine Ausführungsform ermöglicht es, dass GPU-Speicher 1720 als Teil des Systemspeichers abgebildet werden und unter Verwendung von Technologie für gemeinsam genutzten virtuellen Speicher (shared virtual memory- SVM) darauf zugegriffen wird, ohne jedoch Rechenleistungsnachteile zu erleiden, die mit der vollständigen System-Cache-Kohärenz assoziiert sind. In mindestens einer Ausführungsform stellt eine Fähigkeit, dass auf GPU-Speicher 1720 als Systemspeicher ohne lästigen Cache-Kohärenz-Overhead zugegriffen wird, eine vorteilhafte Betriebsumgebung für GPU-Abladung bereit. In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht diese Anordnung es der Software des Host-Prozessors 1705, ohne den Overhead der traditionellen E/A-DMA-Datenkopien Operanden einzurichten und auf Berechnungsergebnisse zuzugreifen. In mindestens einer Ausführungsform sind an derartigen traditionellen Kopien Treiberaufrufe, Unterbrechungen und auf Speicher abgebildete E/A-Zugriffe (memory mapped I/O accesses - MMIO-Zugriffe) beteiligt, die alle in Bezug auf einfache Speicherzugriffe ineffizient sind. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Fähigkeit, ohne Cache-Kohärenz-Overheads auf GPU-Speicher 1720 zuzugreifen, für die Ausführungszeit einer abgeladenen Berechnung entscheidend sein. In Fällen mit erheblichem Streaming-Schreibspeicherverkehr kann zum Beispiel der Cache-Kohärenz-Overhead eine effektive Schreibbandbreite, die durch eine GPU 1710 gesehen wird, in mindestens einer Ausführungsform erheblich reduzieren. In mindestens einer Ausführungsform können die Effizienz des Operandensetups, die Effizienz des Ergebniszugriffs und die Effizienz der GPU-Berechnung eine Rolle beim Bestimmen der Effektivität einer GPU-Abladung spielen.One embodiment enables GPU memory 1720 mapped as part of system memory and accessed using shared virtual memory (SVM) technology without, however, suffering the computational penalties associated with full system cache coherence. In at least one embodiment, that provides a capability on GPU memory 1720 accessed as system memory with no onerous cache coherency overhead, provides a beneficial operating environment for GPU offload. In at least one embodiment, this arrangement enables the host processor software 1705 without setting up operands and accessing calculation results without the overhead of traditional I / O DMA data copies. In at least one embodiment, such traditional copies involve driver calls, interrupts, and memory mapped I / O accesses (MMIO accesses), all of which are inefficient in terms of simple memory accesses. In at least one embodiment, an ability without cache coherency overheads on GPU memory can be provided 1720 access can be critical to the execution time of an offloaded calculation. In cases with significant streaming write memory traffic, the Example of cache coherence overhead is an effective write bandwidth used by a GPU 1710 is seen to reduce significantly in at least one embodiment. In at least one embodiment, operand setup efficiency, results access efficiency, and GPU computation efficiency may play a role in determining the effectiveness of a GPU offload.
In mindestens einer Ausführungsform wird die Auswahl von GPU-Verzerrung und Host-Prozessorverzerrung durch eine Verzerrungs-Tracker-Datenstruktur angetrieben. In mindestens einer Ausführungsform kann zum Beispiel eine Verzerrungstabelle verwendet werden, die eine seitengranulare Struktur sein kann (z. B. mit einer Granularität einer Speicherseite gesteuert), die 1 oder 2 Bit pro GPU-gebundener Speicherseite beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Verzerrungstabelle in einem gestohlenen Speicherbereich eines oder mehrerer GPU-Speicher 1720 implementiert werden, mit oder ohne Verzerrungs-Cache in einer GPU 1710 (um z. B. häufig/kürzlich verwendete Einträge einer Verzerrungstabelle zwischenzuspeichern). Alternativ kann in mindestens einer Ausführungsform eine gesamte Verzerrungstabelle innerhalb einer GPU aufbewahrt werden.In at least one embodiment, the selection of GPU distortion and host processor distortion is driven by a distortion tracker data structure. In at least one embodiment, for example, a distortion table can be used, which can be a page-granular structure (e.g. controlled with a granularity of a memory page) that includes 1 or 2 bits per GPU-bound memory page. In at least one embodiment, a warp table can be stored in a stolen memory area of one or more GPU memories 1720 can be implemented with or without a warp cache in a GPU 1710 (e.g. to temporarily store frequently / recently used entries in a distortion table). Alternatively, in at least one embodiment, an entire warpage table can be kept within a GPU.
In mindestens einer Ausführungsform wird vor dem tatsächlichen Zugriff auf einen GPU-Speicher auf einen Verzerrungstabelleneintrag zugegriffen, der mit jedem Zugriff auf den GPU-gebundenen Speicher 1720 assoziiert ist, wodurch die folgenden Operationen verursacht werden. In mindestens einer Ausführungsform werden lokale Anforderungen von einer GPU 1710, die ihre Seite in der GPU-Verzerrung finden, direkt an einen entsprechenden GPU-Speicher 1720 weitergeleitet. In mindestens einer Ausführungsform werden lokale Anforderungen von einer GPU, die ihre Seite in der Host-Verzerrung finden, an den Prozessor 1705 weitergeleitet (z. B. über eine Hochgeschwindigkeitsverknüpfung, wie hierin beschrieben). In mindestens einer Ausführungsform schließen Anforderungen von dem Prozessor 1705, die eine angeforderte Seite in der Host-Prozessor-Verzerrung finden, eine Anforderung wie ein normales Lesen des Speichers ab. Alternativ können Anforderungen, die an eine GPU-Verzerrungsseite gerichtet sind, an eine GPU 1710 weitergeleitet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine GPU dann eine Seite in eine Host-Prozessor-Verzerrung umwandeln, falls sie derzeitig keine Seite verwendet. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Verzerrungszustand einer Seite entweder durch einen softwarebasierten Mechanismus, einen hardwareunterstützten softwarebasierten Mechanismus oder, für einen begrenzten Satz von Fällen, einen rein hardwarebasierten Mechanismus geändert werden.In at least one embodiment, prior to the actual access to a GPU memory, a distortion table entry is accessed, which occurs with each access to the GPU-bound memory 1720 is associated, thereby causing the following operations. In at least one embodiment, local requests are made by a GPU 1710 that find their side in the GPU distortion, directly to a corresponding GPU memory 1720 forwarded. In at least one embodiment, local requests from a GPU, which find their side in the host distortion, are made to the processor 1705 forwarded (e.g., over a high speed link as described herein). In at least one embodiment, requests from the processor include 1705 finding a requested page in the host processor skew, issue a request like a normal read of memory. Alternatively, requests directed to a GPU warp side can be made to a GPU 1710 to get redirected. In at least one embodiment, a GPU can then convert a page to host processor distortion if it is not currently using a page. In at least one embodiment, a page distortion state may be changed by either a software-based mechanism, a hardware-assisted software-based mechanism, or, for a limited set of cases, a purely hardware-based mechanism.
Ein Mechanismus zum Ändern des Verzerrungszustands setzt in mindestens einer Ausführungsform einen API-Aufruf (z. B. OpenCL) ein, der wiederum den Vorrichtungstreiber einer GPU aufruft, der wiederum eine Nachricht an eine GPU sendet (oder einen Befehlsdeskriptor in die Warteschlange stellt), die sie anweist, einen Verzerrungszustand zu ändern und bei einigen Übergängen eine Cache-Leerungsoperation in einem Host durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform wird eine Cache-Leerungsoperation für einen Übergang von der Verzerrung des Host-Prozessors 1705 zur Verzerrung der GPU verwendet, jedoch nicht für einen entgegengesetzten Übergang.A mechanism for changing the distortion state, in at least one embodiment, employs an API call (e.g. OpenCL), which in turn calls the device driver of a GPU, which in turn sends a message to a GPU (or queues a command descriptor), which instructs them to change a warp state and perform a cache flush operation on a host on some transitions. In at least one embodiment, a cache flush operation is used for a transition from warping the host processor 1705 used to distort the GPU, but not for an opposite transition.
In einer Ausführungsform wird die Cache-Kohärenz aufrechterhalten, indem bewirkt wird, dass GPU-verzerrte Seiten durch den Host-Prozessor 1705 vorübergehend nicht zwischengespeichert werden können. Um auf diese Seiten zuzugreifen, kann in mindestens einer Ausführungsform der Prozessor 1705 Zugriff von der GPU 1710 anfordern, die den Zugriff sofort gewähren kann oder auch nicht. Um die Kommunikation zwischen dem Prozessor 1705 und der GPU 1710 zu reduzieren, ist es daher in mindestens einer Ausführungsform vorteilhaft, sicherzustellen, dass GPU-verzerrte Seiten solche sind, die durch eine GPU, aber nicht den Host-Prozessor 1705, benötigt werden und umgekehrt.In one embodiment, cache coherency is maintained by causing GPU warped pages to be processed by the host processor 1705 temporarily cannot be cached. To access these pages, in at least one embodiment, the processor 1705 Access from the GPU 1710 request that may or may not grant access immediately. To communication between the processor 1705 and the GPU 1710 Therefore, in at least one embodiment, it is advantageous to ensure that GPU-warped pages are those generated by a GPU but not the host processor 1705 , are required and vice versa.
Die Hardware-Struktur(en) 915 werden verwendet, um eine oder mehrere Ausführungsformen durchzuführen. Details bezüglich einer Hardware-Struktur(en) 915 können hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt sein.The hardware structure (s) 915 are used to perform one or more embodiments. Details regarding a hardware structure (s) 915 can be used herein in conjunction with 9A and / or 9B may be provided.
18 veranschaulicht beispielhafte integrierte Schaltungen und damit assoziierte Grafikprozessoren, die unter Verwendung eines oder mehrerer IP-Kerne hergestellt werden können, gemäß verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen. Zusätzlich zu dem, was veranschaulicht ist, können andere Logik und Schaltungen in mindestens einer Ausführungsform enthalten sein, einschließlich zusätzlicher Grafikprozessoren/-kerne, Peripherieschnittstellensteuerungen oder Universalprozessorkeme. 18th illustrates example integrated circuits and associated graphics processors that may be fabricated using one or more IP cores, according to various embodiments described herein. In addition to what is illustrated, other logic and circuitry may be included in at least one embodiment, including additional graphics processors / cores, peripheral interface controllers, or general purpose processor cores.
18 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte integrierte Schaltung 1800 als System auf einem Chip, die unter Verwendung eines oder mehrerer IP-Kerne hergestellt werden kann, gemäß mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die integrierte Schaltung 1800 einen oder mehrere Anwendungsprozessor(en) 1805 (z. B. CPUs), mindestens einen Grafikprozessor 1810 und sie kann zusätzlich einen Bildprozessor 1815 und/oder einen Videoprozessor 1820 beinhalten, von denen jeder beliebige ein modularer IP-Kern sein kann. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die integrierte Schaltung 1800 Peripherie- oder Buslogik, die eine USB-Steuerung 1825, eine UART-Steuerung 1830, eine SPI/SDIO-Steuerung 1835 und eine I22S/I22C-Steuerung 1840 beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann die integrierte Schaltung 1800 eine Anzeigevorrichtung 1845 beinhalten, die an eine oder mehrere von einer High-Definition-Multimedia-Interface-(HDMI-)Steuerung 1850 und einer Mobile-Industry-Processor-Interface-(MIPI-)Anzeigeschnittstelle 1855 gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speicherung durch ein Flash-Speicherteilsystem 1860 bereitgestellt sein, das Flash-Speicher und eine Flash-Speichersteuerung beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Speicherschnittstelle über eine Speichersteuerung 1865 für den Zugriff auf SDRAM- oder SRAM-Speichervorrichtungen bereitgestellt sein. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten einige integrierte Schaltungen zusätzlich eine eingebettete Sicherheits-Engine 1870. 18th Figure 3 is a block diagram showing an exemplary integrated circuit 1800 as a system on a chip that can be fabricated using one or more IP cores, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the integrated circuit 1800 one or more application processor (s) 1805 (e.g. CPUs), at least one graphics processor 1810 and it can also have an image processor 1815 and / or a video processor 1820 any of which can be a modular IP core. In at least one embodiment, the integrated circuit includes 1800 Peripheral or bus logic that a USB controller 1825 , a UART controller 1830 , an SPI / SDIO controller 1835 and an I 2 2S / I 2 2C controller 1840 contains. In at least one embodiment, the integrated circuit can 1800 a display device 1845 involve being connected to one or more of a high definition multimedia interface (HDMI) controller 1850 and a Mobile Industry Processor Interface (MIPI) display interface 1855 is coupled. In at least one embodiment, the storage may be by a flash memory subsystem 1860 may be provided that includes flash memory and a flash memory controller. In at least one embodiment, a memory interface can be via a memory controller 1865 be provided for accessing SDRAM or SRAM storage devices. In at least one embodiment, some integrated circuits additionally include an embedded security engine 1870 .
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in der integrierten Schaltung 1800 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the integrated circuit 1800 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
19A-19B veranschaulichen beispielhafte integrierte Schaltungen und damit assoziierte Grafikprozessoren, die unter Verwendung eines oder mehrerer IP-Kerne hergestellt werden können, gemäß verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen. Zusätzlich zu dem, was veranschaulicht ist, können andere Logik und Schaltungen in mindestens einer Ausführungsform enthalten sein, einschließlich zusätzlicher Grafikprozessoren/-kerne, Peripherieschnittstellensteuerungen oder Universalprozessorkeme. 19A-19B 10 illustrate example integrated circuits and associated graphics processors that may be fabricated using one or more IP cores, according to various embodiments described herein. In addition to what is illustrated, other logic and circuitry may be included in at least one embodiment, including additional graphics processors / cores, peripheral interface controllers, or general purpose processor cores.
19A-19B sind Blockdiagramme, die beispielhafte Grafikprozessoren zur Verwendung innerhalb eines SoC gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen. 19A veranschaulicht einen beispielhaften Grafikprozessor 1910 einer integrierten Schaltung als System auf einem Chip, die unter Verwendung eines oder mehrerer IP-Kerne hergestellt werden kann, gemäß mindestens einer Ausführungsform. 19B veranschaulicht einen zusätzlichen beispielhaften Grafikprozessor 1940 einer integrierten Schaltung als System auf einem Chip, die unter Verwendung eines oder mehrerer IP-Kerne hergestellt werden kann, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessor 1910 aus 19A ein Grafikprozessorkern mit niedriger Leistung. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessor 1940 aus 19B ein Grafikprozessorkern mit höherer Rechenleistung. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder der Grafikprozessoren 1910, 1940 eine Variante des Grafikprozessors 1810 aus 18 sein. 19A-19B are block diagrams illustrating example graphics processors for use within a SoC in accordance with embodiments described herein. 19A illustrates an exemplary graphics processor 1910 an integrated circuit as a system on a chip, which can be manufactured using one or more IP cores, according to at least one embodiment. 19B illustrates an additional exemplary graphics processor 1940 an integrated circuit as a system on a chip, which can be manufactured using one or more IP cores, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the graphics processor is 1910 out 19A a low-performance graphics processor core. In at least one embodiment, the graphics processor is 1940 out 19B a graphics processor core with higher computing power. In at least one embodiment, each of the graphics processors 1910 , 1940 a variant of the graphics processor 1810 out 18th being.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 1910 einen Vertexprozessor 1905 und einen oder mehrere Fragmentprozessor(en) 1915A-1915N (z. B. 1915A, 1915B, 1915C, 1915D bis 1915N-1 und 1915N). In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafikprozessor 1910 unterschiedliche Shader-Programme über separate Logik ausführen, sodass der Vertexprozessor 1905 zum Ausführen von Operationen für Vertex-Shader-Programme optimiert ist, während ein oder mehrere Fragmentprozessor(en) 1915A-1915N Shading-Operationen für Fragmente (z. B. Pixel) für Fragment- oder Pixel-Shader-Programme ausführen. In mindestens einer Ausführungsform führt der Vertexprozessor 1905 eine Vertexverarbeitungsstufe einer 3D-Grafik-Pipeline durch und erzeugt Primitive und Vertexdaten. In mindestens einer Ausführungsform verwenden die Fragmentprozessor(en) 1915A-1915N Primitiv- und Vertexdaten, die durch den Vertexprozessor 1905 erzeugt wurden, um einen Bildspeicher zu produzieren, der auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird. In mindestens einer Ausführungsform sind die Fragmentprozessor(en) 1915A-1915N zum Ausführen von Fragment-Shader-Programmen optimiert, wie sie in einer OpenGL-API bereitgestellt sind, die zum Durchführen ähnlicher Operationen wie ein Pixel-Shader-Programm verwendet werden können, wie es in einer Direct-3D-API bereitgestellt ist.In at least one embodiment, includes the graphics processor 1910 a vertex processor 1905 and one or more fragment processor (s) 1915A-1915N (e.g. 1915A , 1915B , 1915C , 1915D until 1915N-1 and 1915N ). In at least one embodiment, the graphics processor 1910 execute different shader programs using separate logic so that the vertex processor 1905 is optimized for executing operations for vertex shader programs while one or more fragment processor (s) 1915A-1915N Perform shading operations on fragments (e.g. pixels) for fragment or pixel shader programs. In at least one embodiment, the vertex processor performs 1905 performs a vertex processing stage of a 3-D graphics pipeline and generates primitives and vertex data. In at least one embodiment, the fragment processor (s) use 1915A-1915N Primitive and vertex data processed by the vertex processor 1905 to produce an image memory which is displayed on a display device. In at least one embodiment, the fragment processor (s) are 1915A-1915N optimized for running fragment shader programs such as those provided in an OpenGL API that can be used to perform operations similar to a pixel shader program such as those provided in a Direct 3D API.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 1910 zusätzlich eine(n) oder mehrere Speicherverwaltungseinheiten (MMUs) 1920A-1920B, Cache(s) 1925A-1925B und Schaltungszusammenschaltung(en) 1930A-1930B. In mindestens einer Ausführungsform stellen eine oder mehrere MMU(s) 1920A-1920B die Abbildung von virtuellen auf physische Adressen für den Grafikprozessor 1910 bereit, einschließlich für den Vertexprozessor 1905 und/oder die Fragmentprozessor(en) 1915A-1915N, der/die auf in Speicher gespeicherte Vertex- oder Bild-/Texturdaten verweisen kann/können, zusätzlich zu den in einem oder mehreren Cache(s) 1925A-1925B gespeicherten Vertex- oder Bild-/Texturdaten. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere MMU(s) 1920A-1920B mit anderen MMUs innerhalb eines Systems synchronisiert werden, einschließlich einer oder mehrerer MMUs, die mit einem oder mehreren Anwendungsprozessor(en) 1805, Bildprozessoren 1815 und/oder Videoprozessoren 1820 aus 18 assoziiert sind, sodass jeder Prozessor 1805-1820 an einem gemeinsam genutzten oder einheitlichen virtuellen Speichersystem teilnehmen kann. In mindestens einer Ausführungsform ermöglichen es eine oder mehrere Schaltungszusammenschaltung(en) 1930A-1930B dem Grafikprozessor 1910, entweder über einen internen Bus des SoC oder über eine direkte Verbindung Schnittstellen mit anderen IP-Kernen innerhalb des SoC zu bilden.In at least one embodiment, includes the graphics processor 1910 additional one or more memory management units (MMUs) 1920A-1920B , Cache (s) 1925A-1925B and circuit interconnection (s) 1930A-1930B . In at least one embodiment, one or more MMU (s) 1920A-1920B the mapping from virtual to physical addresses for the graphics processor 1910 ready, including for the vertex processor 1905 and / or the fragment processor (s) 1915A-1915N that can reference vertex or image / texture data stored in memory, in addition to that in one or more cache (s) 1925A-1925B stored vertex or image / texture data. In at least one embodiment, one or more MMU (s) 1920A-1920B synchronized with other MMUs within a system, including one or more MMUs connected to one or more application processor (s) 1805 , Image processors 1815 and / or video processors 1820 out 18th are associated so that each processor 1805-1820 can participate in a shared or uniform virtual storage system. In at least one embodiment, one or more circuit interconnection (s) enable 1930A-1930B the graphics processor 1910 to form interfaces with other IP cores within the SoC either via an internal bus of the SoC or via a direct connection.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 1940 einen oder mehrere Shader-Kern(e) 1955A-1955N (z. B. 1955A, 1955B, 1955C, 1955D, 1955E, 1955F bis 1955N-1 und 1955N), wie in 19B gezeigt, was eine einheitliche Shader-Kernarchitektur bereitstellt, bei der ein einzelner Kern oder Typ oder Kern alle Typen von programmierbarem Shader-Code ausführen kann, einschließlich Shader-Programmcode zum Implementieren von Vertex-Shadern, Fragment-Shadern und/oder Rechen-Shadern. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anzahl der Shader-Kerne variieren. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 1940 einen Zwischenkern-Task-Verwalter 1945, der als Thread-Zuteiler fungiert, um Ausführungs-Threads einem oder mehreren Shader-Kernen 1955A-1955N zuzuteilen, sowie eine Kachelungseinheit 1958 zum Beschleunigen von Kachelungsoperationen für das kachelbasierte Rendering, bei dem Rendering-Operationen für eine Szene in dem Bildraum unterteilt werden, um zum Beispiel die lokale räumliche Kohärenz innerhalb einer Szene auszunutzen oder die Verwendung interner Caches zu optimieren.In at least one embodiment, includes the graphics processor 1940 one or more shader core (s) 1955A-1955N (e.g. 1955A , 1955B , 1955C , 1955D , 1955E , 1955F until 1955N-1 and 1955N ), as in 19B demonstrated what provides a unified core shader architecture in which a single core or type or core can execute all types of programmable shader code, including shader program code to implement vertex shaders, fragment shaders, and / or computational shaders. In at least one embodiment, a number of the shader cores can vary. In at least one embodiment, includes the graphics processor 1940 an intermediate core task manager 1945 that acts as a thread arbiter to execute threads of one or more shader cores 1955A-1955N to be allocated, as well as a tiling unit 1958 for speeding up tiling operations for tile-based rendering, in which rendering operations for a scene are subdivided in the image space, for example to take advantage of the local spatial coherence within a scene or to optimize the use of internal caches.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in der integrierten Schaltung 19A und/oder 19B für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the integrated circuit 19A and or 19B can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
20A-20B veranschaulichen zusätzliche beispielhafte Grafikprozessorlogik gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen. 20A veranschaulicht einen Grafikkern 2000, der in mindestens einer Ausführungsform innerhalb des Grafikprozessors 1810 aus 18 enthalten sein kann und in mindestens einer Ausführungsform ein einheitlicher Shader-Kern 1955A-1955N wie in 19B sein kann. 20B veranschaulicht eine hochparallele Universal-Grafikverarbeitungseinheit (general-purpose graphics processing unit - „GPGPU“) 2030, die in mindestens einer Ausführungsform für den Einsatz auf einem Multi-Chip-Modul geeignet ist. 20A-20B illustrate additional example graphics processor logic in accordance with embodiments described herein. 20A illustrates a graphics core 2000 which, in at least one embodiment, is within the graphics processor 1810 out 18th can be included and, in at least one embodiment, a uniform shader core 1955A-1955N as in 19B can be. 20B illustrates a highly parallel general-purpose graphics processing unit ("GPGPU") 2030 , which is suitable in at least one embodiment for use on a multi-chip module.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikkern 2000 einen gemeinsam genutzten Anweisungs-Cache 2002, eine Textureinheit 2018 und einen Cache/gemeinsam genutzten Speicher 2020, die den Ausführungsressourcen innerhalb des Grafikkerns 2000 gemeinsam sind. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafikkern 2000 mehrere Scheiben 2001A-2001N oder eine Partition für jeden Kern beinhalten und ein Grafikprozessor kann mehrere Instanzen des Grafikkerns 2000 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Scheiben 2001A-2001N Unterstützungslogik beinhalten, die einen lokalen Anweisungs-Cache 2004A-2004N, einen Thread-Planer 2006A-2006N, einen Thread-Zuteiler 2008A-2008N und einen Satz von Registern 2010A-2010N beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform können die Scheiben 2001A-2001N einen Satz zusätzlicher Funktionseinheiten (additional function units - AFUs 2012A-2012N), Gleitkommaeinheiten (floating-point units - FPUs 2014A-2014N), arithmetisch-logischer Einheiten für Integer (ALUs 2016A-2016N), Adressberechnungseinheiten (address computational units - ACUs 2013A-2013N), Gleitkommaeinheiten mit doppelter Genauigkeit (double-precision floating-point units - DPFPUs 2015A-2015N) und Matrixverarbeitungseinheiten (matrix processing units - MPUs 2017A-2017N) beinhalten.In at least one embodiment, the graphics core includes 2000 a shared instruction cache 2002 , a texture unit 2018 and a cache / shared memory 2020 that are the execution resources within the graphics core 2000 are common. In at least one embodiment, the graphics core 2000 several slices 2001A-2001N or one partition for each core and a graphics processor can contain multiple instances of the graphics core 2000 include. In at least one embodiment, the disks 2001A-2001N Support logic that includes a local instruction cache 2004A-2004N , a thread scheduler 2006A-2006N , a thread arbiter 2008A-2008N and a set of registers 2010A-2010N contains. In at least one embodiment, the disks 2001A-2001N a set of additional function units (AFUs 2012A-2012N ), Floating-point units (FPUs 2014A-2014N) , arithmetic-logical units for integers (ALUs 2016A-2016N ), Address computational units (ACUs 2013A-2013N ), Double-precision floating-point units (DPFPUs 2015A-2015N ) and matrix processing units (MPUs 2017A-2017N ) include.
In mindestens einer Ausführungsform können die FPUs 2014A-2014N Gleitkommaoperationen mit einfacher Genauigkeit (32 Bit) und halber Genauigkeit (16 Bit) durchführen, während die DPFPUs 2015A-2015N Gleitkommaoperationen mit doppelter Genauigkeit (64 Bit) durchführen. In mindestens einer Ausführungsform können die ALUs 2016A-2016N Integeroperationen mit variabler Genauigkeit mit 8-Bit-, 16-Bit- und 32-Bit-Genauigkeit durchführen und für Operationen mit gemischter Genauigkeit konfiguriert sein. In mindestens einer Ausführungsform können die MPUs 2017A-2017N auch für Matrixoperationen mit gemischter Genauigkeit konfiguriert sein, einschließlich Gleitkomma- und 8-Bit-Integeroperationen mit halber Genauigkeit. In mindestens einer Ausführungsform können die MPUs 2017A-2017N eine Vielfalt von Matrixoperationen durchführen, um Anwendungsrahmen für maschinelles Lernen zu beschleunigen, einschließlich des Ermöglichens der Unterstützung für eine beschleunigte allgemeine Matrix-zu-Matrix-Multiplikation (general matrix to matrix multiplication - GEMM). In mindestens einer Ausführungsform können die AFUs 2012A-2012N zusätzliche logische Operationen durchführen, die durch Gleitkomma- oder Integereinheiten nicht unterstützt werden, einschließlich trigonometrischer Operationen (z. B. Sinus, Cosinus usw.).In at least one embodiment, the FPUs 2014A-2014N Perform single-precision (32-bit) and half-precision (16-bit) floating point operations while the DPFPUs 2015A-2015N Perform double-precision (64-bit) floating point operations. In at least one embodiment, the ALUs 2016A-2016N Perform variable-precision integer operations with 8-bit, 16-bit, and 32-bit precision and be configured for mixed precision operations. In at least one embodiment can use the MPUs 2017A-2017N also be configured for mixed precision matrix operations, including floating point and 8-bit half precision integer operations. In at least one embodiment, the MPUs 2017A-2017N perform a variety of matrix operations to accelerate machine learning application frameworks, including enabling support for accelerated general matrix to matrix multiplication (GEMM). In at least one embodiment, the AFUs 2012A-2012N Perform additional logical operations that are not supported by floating point or integer units, including trigonometric operations (e.g., sine, cosine, etc.).
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem Grafikkern 2000 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the graphics core 2000 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
20B veranschaulicht in mindestens einer Ausführungsform eine Universalverarbeitungseinheit (GPGPU) 2030, die so konfiguriert sein kann, dass hochparallele Rechenoperationen durch ein Array von Grafikverarbeitungseinheiten durchgeführt werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann die GPGPU 2030 direkt mit anderen Instanzen der GPGPU 2030 verknüpft sein, um einen Mehr-GPU-Cluster zu erzeugen, um die Trainingsgeschwindigkeit für tiefe neuronale Netze zu verbessern. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die GPGPU 2030 eine Host-Schnittstelle 2032, um eine Verbindung mit einem Host-Prozessor zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform ist die Host-Schnittstelle 2032 eine PCI-Express-Schnittstelle. In mindestens einer Ausführungsform kann die Host-Schnittstelle 2032 eine anbieterspezifische Kommunikationsschnittstelle oder Kommunikationsstruktur sein. In mindestens einer Ausführungsform empfängt die GPGPU 2030 Befehle von einem Host-Prozessor und sie verwendet einen globalen Planer 2034, um mit diesen Befehlen assoziierte Ausführungs-Threads an einen Satz von Rechenclustern 2036A-2036H zu verteilen. In mindestens einer Ausführungsform nutzen die Rechencluster 2036A-2036H einen Cache-Speicher 2038 gemeinsam. In mindestens einer Ausführungsform kann der Cache-Speicher 2038 als übergeordneter Cache für Cache-Speicher innerhalb der Rechencluster 2036A-2036H dienen. 20B Illustrates, in at least one embodiment, a General Purpose Processing Unit (GPGPU) 2030 which can be configured so that highly parallel arithmetic operations can be performed by an array of graphics processing units. In at least one embodiment, the GPGPU 2030 directly with other instances of the GPGPU 2030 be linked to create a multi-GPU cluster to improve training speed for deep neural networks. In at least one embodiment, the GPGPU includes 2030 a host interface 2032 to enable connection to a host processor. In at least one embodiment, is the host interface 2032 a PCI-Express interface. In at least one embodiment, the host interface can 2032 be a provider-specific communication interface or communication structure. In at least one embodiment, the GPGPU receives 2030 Commands from a host processor and it uses a global scheduler 2034 to send threads of execution associated with these commands to a set of compute clusters 2036A-2036H to distribute. In at least one embodiment, the computing clusters use 2036A-2036H a cache memory 2038 together. In at least one embodiment, the cache memory 2038 as a higher-level cache for cache memory within the computing cluster 2036A-2036H serve.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die GPGPU 2030 Speicher 2044A-2044B, der über einen Satz von Speichersteuerungen 2042A-2042B an die Rechencluster 2036A-2036H gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform kann der Speicher 2044A-2044B verschiedene Typen von Speichervorrichtungen beinhalten, darunter dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM) oder Grafik-Direktzugriffsspeicher, wie etwa synchroner Grafik-Direktzugriffsspeicher (SGRAM), darunter Grafik-Double-Data-Rate-(GDDR-)Speicher.In at least one embodiment, the GPGPU includes 2030 Storage 2044A-2044B that has a set of memory controls 2042A-2042B to the computing cluster 2036A-2036H is coupled. In at least one embodiment, the memory 2044A-2044B include various types of storage devices including dynamic random access memory (DRAM) or graphics random access memory such as synchronous graphics random access memory (SGRAM) including graphics double data rate (GDDR) memory.
In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Rechencluster 2036A-2036H jeweils einen Satz von Grafikkernen, wie etwa den Grafikkern 2000 aus 20A, der mehrere Typen von Logikeinheiten für Integer und Gleitkommazahlen beinhalten kann, die Rechenoperationen mit einer Reihe von Genauigkeiten durchführen können, einschließlich solcher, die für Berechnungen des maschinellen Lernens geeignet sind. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform mindestens eine Teilmenge der Gleitkommaeinheiten in jedem der Rechencluster 2036A-2036H so konfiguriert sein, dass sie 16-Bit- oder 32-Bit-Gleitkommaoperationen durchführt, während eine andere Teilmenge der Gleitkommaeinheiten so konfiguriert sein kann, dass sie 64-Bit-Gleitkommaoperationen durchführt.In at least one embodiment, the computing clusters include 2036A-2036H a set of graphics cores each, such as the graphics core 2000 out 20A , which may include several types of integer and floating point logic units that can perform arithmetic operations to a range of accuracies, including those suitable for machine learning calculations. For example, in at least one embodiment, at least a subset of the floating point units in each of the compute clusters 2036A-2036H be configured to perform 16-bit or 32-bit floating point operations, while another subset of the floating point units can be configured to perform 64-bit floating point operations.
In mindestens einer Ausführungsform können mehrere Instanzen der GPGPU 2030 so konfiguriert sein, dass sie als Rechencluster arbeiten. In mindestens einer Ausführungsform variiert die Kommunikation, die durch die Rechencluster 2036A-2036H für die Synchronisation und den Datenaustausch verwendet wird, je nach Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kommunizieren mehrere Instanzen der GPGPU 2030 über die Host-Schnittstelle 2032. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die GPGPU 2030 einen E/A-Hub 2039, der die GPGPU 2030 mit einer GPU-Verknüpfung 2040 koppelt, die eine direkte Verbindung zu anderen Instanzen der GPGPU 2030 ermöglicht. In mindestens einer Ausführungsform ist die GPU-Verknüpfung 2040 an eine dedizierte GPUzu-GPU-Brücke gekoppelt, die Kommunikation und Synchronisation zwischen mehreren Instanzen der GPGPU 2030 ermöglicht. In mindestens einer Ausführungsform ist die GPU-Verknüpfung 2040 mit einer Hochgeschwindigkeitszusammenschaltung gekoppelt, um Daten an andere GPGPUs oder Parallelprozessoren zu übertragen und davon zu empfangen. In mindestens einer Ausführungsform befinden sich mehrere Instanzen der GPGPU 2030 in separaten Datenverarbeitungssystemen und sie kommunizieren über eine Netzvorrichtung, auf die über die Host-Schnittstelle 2032 zugegriffen werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die GPU-Verknüpfung 2040 so konfiguriert sein, dass eine Verbindung zu einem Host-Prozessor zusätzlich zu oder alternativ zu der Host-Schnittstelle 2032 ermöglicht wird.In at least one embodiment, multiple instances of the GPGPU 2030 be configured to work as a compute cluster. In at least one embodiment, the communication carried out by the compute clusters varies 2036A-2036H is used for synchronization and data exchange, depending on the embodiment. In at least one embodiment, several instances of the GPGPU are communicating 2030 via the host interface 2032 . In at least one embodiment, the GPGPU includes 2030 an I / O hub 2039 who owns the GPGPU 2030 with a GPU link 2040 couples that have a direct connection to other instances of the GPGPU 2030 enables. In at least one embodiment, the GPU link is 2040 Coupled to a dedicated GPU-to-GPU bridge, communication and synchronization between multiple instances of the GPGPU 2030 enables. In at least one embodiment, the GPU link is 2040 coupled to high speed interconnection to transmit and receive data to and from other GPGPUs or parallel processors. In at least one embodiment, there are multiple instances of the GPGPU 2030 in separate data processing systems and they communicate over a network device to which the host interface 2032 can be accessed. In at least one embodiment, the GPU may link 2040 be configured to connect to a host processor in addition to or as an alternative to the host interface 2032 is made possible.
In mindestens einer Ausführungsform kann die GPGPU 2030 dazu konfiguriert sein, neuronale Netze zu trainieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die GPGPU 2030 innerhalb einer Inferenzplattform verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform, in der die GPGPU 2030 zum Inferenzieren verwendet wird, kann die GPGPU 2030 weniger Rechencluster 2036A-2036H beinhalten als in dem Fall, dass die GPGPU 2030 zum Trainieren eines neuronalen Netzes verwendet wird. In mindestens einer Ausführungsform kann sich die mit dem Speicher 2044A-2044B assoziierte Speichertechnologie zwischen Inferenz- und Trainingskonfigurationen unterscheiden, wobei den Trainingskonfigurationen Speichertechnologien mit höherer Bandbreite gewidmet sind. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Inferenzkonfiguration der GPGPU 2030 inferenzspezifische Anweisungen unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Inferenzkonfiguration zum Beispiel Unterstützung für eine oder mehrere 8-Bit-Integer-Skalarprodukt-Anweisungen bereitstellen, die während der Inferenzoperationen für eingesetzte neuronale Netze verwendet werden können.In at least one embodiment, the GPGPU 2030 be configured to train neural networks. In at least one embodiment, the GPGPU 2030 can be used within an inference platform. In at least one embodiment in which the GPGPU 2030 is used for inference, the GPGPU 2030 fewer compute clusters 2036A-2036H include than in the case that the GPGPU 2030 is used to train a neural network. In at least one embodiment, the memory 2044A-2044B Associated storage technology distinguish between inference and training configurations, the training configurations being dedicated to storage technologies with higher bandwidth. In at least one embodiment, an inference configuration of the GPGPU 2030 Support inference-specific instructions. In at least one embodiment, an inference configuration can, for example, provide support for one or more 8-bit integer scalar product instructions that can be used during the inference operations for deployed neural networks.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in der GPGPU 2030 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the GPGPU 2030 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
21 ist ein Blockdiagramm, das ein Rechensystem 2100 gemäß mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Rechensystem 2100 ein Verarbeitungsteilsystem 2101, das einen oder mehrere Prozessor(en) 2102 und einen Systemspeicher 2104 aufweist, die über einen Zusammenschaltungspfad kommunizieren, der einen Speicher-Hub 2105 beinhalten kann. In mindestens einer Ausführungsform kann der Speicher-Hub 2105 eine separate Komponente innerhalb einer Chipsatzkomponente sein oder in einen oder mehrere Prozessor(en) 2102 integriert sein. In mindestens einer Ausführungsform ist der Speicher-Hub 2105 über eine Kommunikationsverknüpfung 2106 mit einem E/A-Teilsystem 2111 gekoppelt. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das E/A-Teilsystem 2111 einen E/A-Hub 2107, der es dem Rechensystem 2100 ermöglichen kann, Eingaben von einer oder mehreren Eingabevorrichtung(en) 2108 zu empfangen. In mindestens einer Ausführungsform kann der E/A-Hub 2107 es einer Anzeigesteuerung, die in einem oder mehreren Prozessor(en) 2102 enthalten sein kann, ermöglichen, einer oder mehreren Anzeigevorrichtung(en) 2110A Ausgaben bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere mit dem E/A-Hub 2107 gekoppelte Anzeigevorrichtung(en) 2110A eine lokale, interne oder eingebettete Anzeigevorrichtung beinhalten. 21 Figure 3 is a block diagram showing a computing system 2100 illustrated according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the computing system includes 2100 a processing subsystem 2101 that has one or more processor (s) 2102 and a system memory 2104 that communicate over an interconnection path that includes a storage hub 2105 may include. In at least one embodiment, the storage hub 2105 be a separate component within a chipset component or in one or more processor (s) 2102 be integrated. In at least one embodiment, the storage hub is 2105 via a communication link 2106 with an I / O subsystem 2111 coupled. In at least one embodiment, the I / O subsystem includes 2111 an I / O hub 2107 who made it to the computing system 2100 can enable inputs from one or more input device (s) 2108 to recieve. In at least one embodiment, the I / O hub can 2107 there is a display controller, which is in one or more processor (s) 2102 may be included, enable one or more display device (s) 2110A Provide expenses. In at least one embodiment, one or more can be connected to the I / O hub 2107 coupled display device (s) 2110A include a local, internal, or embedded display device.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Verarbeitungsteilsystem 2101 einen oder mehrere Parallelprozessor(en) 2112, die über einen Bus oder eine andere Kommunikationsverknüpfung 2113 an den Speicher-Hub 2105 gekoppelt sind. In mindestens einer Ausführungsform kann die Kommunikationsverknüpfung 2113 eine/eines von einer beliebigen Anzahl von standardbasierten Kommunikationsverknüpfungstechnologien oder -protokollen verwenden, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, PCI Express oder eine anbieterspezifische Kommunikationsschnittstelle oder Kommunikationsstruktur sein. In mindestens einer Ausführungsform bilden ein oder mehrere Parallelprozessor(en) 2112 ein rechnerisch fokussiertes Parallel- oder Vektorverarbeitungssystem, das eine große Anzahl von Verarbeitungskernen und/oder Verarbeitungsclustern beinhalten kann, wie etwa einen Prozessor mit vielen integrierten Kernen (many-integrated core - MIC). In mindestens einer Ausführungsform bilden einige oder alle der Parallelprozessor(en) 2112 ein Grafikverarbeitungsteilsystem, das Pixel an eine oder mehrere Anzeigevorrichtung(en) 2110A ausgeben kann, die über den E/A-Hub 2107 gekoppelt sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Parallelprozessor(en) 2112 zudem eine Anzeigesteuerung und eine Anzeigeschnittstelle (nicht gezeigt) beinhalten, um eine direkte Verbindung zu einer oder mehreren Anzeigevorrichtung(en) 2110B zu ermöglichen.In at least one embodiment, the processing subsystem includes 2101 one or more parallel processor (s) 2112 over a bus or other communication link 2113 to the storage hub 2105 are coupled. In at least one embodiment, the communication link can 2113 use any of any number of standards-based communication link technologies or protocols, such as, but not limited to, PCI Express or a vendor-specific communication interface or communication structure. In at least one embodiment, one or more parallel processor (s) 2112 a computationally focused parallel or vector processing system that may include a large number of processing cores and / or processing clusters, such as a many-integrated core (MIC) processor. In at least one embodiment, some or all of the parallel processor (s) 2112 a graphics processing subsystem that sends pixels to one or more display devices 2110A that can output via the I / O hub 2107 are coupled. In at least one embodiment, the parallel processor (s) can 2112 also contain a display controller and a display interface (not shown) for a direct connection to one or more display device (s) 2110B to enable.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Systemspeichereinheit 2114 mit dem E/A-Hub 2107 verbunden sein, um einen Speichermechanismus für das Rechensystem 2100 bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein E/A-Switch 2116 verwendet werden, um einen Schnittstellenmechanismus bereitzustellen, der Verbindungen zwischen dem E/A-Hub 2107 und anderen Komponenten ermöglicht, wie etwa einem Netzadapter 2118 und/oder einem drahtlosen Netzadapter 2119, die in eine Plattform integriert werden können, sowie verschiedenen anderen Vorrichtungen, die über eine oder mehrere Erweiterungsvorrichtung(en) 2120 hinzugefügt werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann der Netzadapter 2118 ein Ethernet-Adapter oder ein anderer drahtgebundener Netzadapter sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der drahtlose Netzadapter 2119 eine oder mehrere Wi-Fi-, Bluetooth-, Nahfeldkommunikations- (NFC-) oder eine andere Netzvorrichtung beinhalten, die ein oder mehrere drahtlose Funkgeräte beinhaltet.In at least one embodiment, a system storage device 2114 with the I / O hub 2107 be connected to a storage mechanism for the computing system 2100 provide. In at least one embodiment, an I / O switch 2116 used to provide an interface mechanism that allows connections between the I / O hub 2107 and other components, such as an AC adapter 2118 and / or a wireless network adapter 2119 that can be integrated into a platform, as well as various other devices that can be connected via one or more expansion device (s) 2120 can be added. In at least one embodiment, the network adapter 2118 one Ethernet adapter or other wired network adapter. In at least one embodiment, the wireless network adapter 2119 include one or more Wi-Fi, Bluetooth, near field communication (NFC), or other network device that includes one or more wireless radios.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Rechensystem 2100 andere, nicht explizit gezeigte Komponenten beinhalten, einschließlich USB- oder anderer Portverbindungen, optischer Speicherlaufwerke, Videoaufnahmevorrichtungen und dergleichen, die ebenfalls mit dem E/A-Hub 2107 verbunden sein können. In mindestens einer Ausführungsform können die Kommunikationspfade, die verschiedene Komponenten in 21 zusammenschalten, unter Verwendung beliebiger geeigneter Protokolle implementiert werden, wie etwa auf PCI (Peripheral Component Interconnect) basierender Protokolle (z. B. PCI-Express) oder anderer Bus- oder Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsschnittstellen und/oder -protokoll(e), wie etwa NV-Link-Hochgeschwindigkeitszusammenschaltung, oder Zusammenschaltungsprotokolle.In at least one embodiment, the computing system can 2100 include other components not explicitly shown, including USB or other port connections, optical storage drives, video capture devices, and the like that also connect to the I / O hub 2107 can be connected. In at least one embodiment, the communication paths that various components in 21 interconnect, implemented using any suitable protocol, such as PCI (Peripheral Component Interconnect) based protocols (e.g. PCI-Express) or other bus or point-to-point communication interfaces and / or protocol (s) such as NV-Link high-speed interconnection, or interconnection protocols.
In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Parallelprozessor(en) 2112 Schaltungen, die für die Grafik- und Videoverarbeitung optimiert sind, einschließlich zum Beispiel Videoausgabeschaltungen, und sie stellen eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) dar. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Parallelprozessor(en) 2112 Schaltungen, die für Universalverarbeitung optimiert sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Komponenten des Rechensystems 2100 in ein oder mehrere andere Systemelemente auf einer einzelnen integrierten Schaltung integriert sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die Parallelprozessor(en) 2112, der Speicher-Hub 2105, die Prozessor(en) 2102 und der E/A-Hub 2107 in eine integrierte Schaltung als System auf einem Chip (SoC) integriert sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Komponenten des Rechensystems 2100 in ein einzelnes Gehäuse integriert sein, um eine Konfiguration mit einem System in einem Gehäuse (system in package - SIP) zu bilden. In mindestens einer Ausführungsform kann mindestens ein Abschnitt der Komponenten des Rechensystems 2100 in ein Multi-Chip-Modul (multi-chip module - MCM) integriert sein, das mit anderen Multi-Chip-Modulen zu einem modularen Rechensystem zusammengeschaltet sein kann.In at least one embodiment, the parallel processor (s) include 2112 Circuitry optimized for graphics and video processing, including, for example, video output circuitry, and constitute a graphics processing unit (GPU). In at least one embodiment, the parallel processor (s) include 2112 Circuits optimized for general purpose processing. In at least one embodiment, the components of the computing system 2100 be integrated with one or more other system elements on a single integrated circuit. For example, in at least one embodiment, the parallel processor (s) 2112 , the storage hub 2105 , the processor (s) 2102 and the I / O hub 2107 be integrated into an integrated circuit as a system on a chip (SoC). In at least one embodiment, the components of the computing system 2100 be integrated into a single package to form a system in package (SIP) configuration. In at least one embodiment, at least a portion of the components of the computing system 2100 be integrated in a multi-chip module (multi-chip module - MCM), which can be interconnected with other multi-chip modules to form a modular computing system.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem System FIG. 2100 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the system of FIG. 2100 can be used for inference or prediction operations based at least in part on weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases for neural networks described herein.
PROZESSORENPROCESSORS
22A veranschaulicht einen Parallelprozessor 2200 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform können verschiedene Komponenten des Parallelprozessors 2200 unter Verwendung einer oder mehrerer integrierter Schaltungen implementiert werden, wie etwa programmierbare Prozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs). In mindestens einer Ausführungsform ist der veranschaulichte Parallelprozessor 2200 eine Variante eines oder mehrerer Parallelprozessor(en) 2112, die in 21 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt sind. 22A illustrates a parallel processor 2200 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, various components of the parallel processor 2200 can be implemented using one or more integrated circuits, such as programmable processors, application specific integrated circuits (ASICs), or field programmable gate arrays (FPGAs). In at least one embodiment, the illustrated parallel processor is 2200 a variant of one or more parallel processor (s) 2112 , in the 21 are shown according to an exemplary embodiment.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Parallelprozessor 2200 eine Parallelverarbeitungseinheit 2202. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Parallelverarbeitungseinheit 2202 eine E/A-Einheit 2204, die Kommunikation mit anderen Vorrichtungen ermöglicht, einschließlich anderer Instanzen der Parallelverarbeitungseinheit 2202. In mindestens einer Ausführungsform kann die E/A-Einheit 2204 direkt mit anderen Vorrichtungen verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform ist die E/A-Einheit 2204 über die Verwendung einer Hub- oder Switch-Schnittstelle, wie etwa eines Speicher-Hubs 2205, mit anderen Vorrichtungen verbunden. In mindestens einer Ausführungsform bilden Verbindungen zwischen dem Speicher-Hub 2205 und der E/A-Einheit 2204 eine Kommunikationsverknüpfung 2213. In mindestens einer Ausführungsform ist die E/A-Einheit 2204 mit einer Host-Schnittstelle 2206 und einer Speicherkreuzschiene 2216 verbunden, wobei die Host-Schnittstelle 2206 Befehle empfängt, die auf das Durchführen von Verarbeitungsoperationen gerichtet sind, und die Speicherkreuzschiene 2216 Befehle empfängt, die auf das Durchführen von Speicheroperationen gerichtet sind.In at least one embodiment, the parallel processor includes 2200 a parallel processing unit 2202 . In at least one embodiment, the parallel processing unit includes 2202 an I / O base 2204 that enables communication with other devices, including other instances of the parallel processing unit 2202 . In at least one embodiment, the I / O device can 2204 be connected directly to other devices. In at least one embodiment, the I / O device is 2204 using a hub or switch interface, such as a storage hub 2205 connected to other devices. In at least one embodiment, connections form between the storage hub 2205 and the I / O base 2204 a communication link 2213 . In at least one embodiment, the I / O device is 2204 with a host interface 2206 and a memory matrix 2216 connected to the host interface 2206 Receives commands directed to performing processing operations and the storage crossbar 2216 Receives commands directed to performing memory operations.
In mindestens einer Ausführungsform kann, wenn die Host-Schnittstelle 2206 einen Befehlspuffer über die E/A-Einheit 2204 empfängt, die Host-Schnittstelle 2206 Arbeitsoperationen zum Durchführen dieser Befehle an ein Frontend 2208 richten. In mindestens einer Ausführungsform ist das Frontend 2208 mit einem Planer 2210 gekoppelt, der so konfiguriert ist, dass er Befehle oder andere Arbeitselemente an ein Verarbeitungsclusterarray 2212 verteilt. In mindestens einer Ausführungsform stellt der Planer 2210 sicher, dass das Verarbeitungsclusterarray 2212 ordnungsgemäß konfiguriert ist und sich in einem gültigen Zustand befindet, bevor Tasks an ein Cluster eines Verarbeitungsclusterarrays 2212 verteilt werden. In mindestens einer Ausführungsform ist der Planer 2210 über Firmware-Logik implementiert, die auf einem Mikrocontroller ausgeführt wird. In mindestens einer Ausführungsform ist der Mikrocontrollerimplementierte Planer 2210 so konfigurierbar, dass er komplexe Planungs- und Arbeitsverteilungsoperationen mit grober und feiner Granularität durchführt, was eine schnelle Präemption und Kontextumschaltung von Threads ermöglicht, die auf dem Verarbeitungsarray 2212 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Host-Software Arbeitslasten für die Planung auf dem Verarbeitungsclusterarray 2212 über einen von mehreren Grafikverarbeitungspfaden nachweisen. In mindestens einer Ausführungsform können die Arbeitslasten dann durch die Logik des Planers 2210 innerhalb eines Mikrocontrollers, der den Planer 2210 beinhaltet, automatisch auf das Verarbeitungsarraycluster 2212 verteilt werden.In at least one embodiment, if the host interface 2206 a command buffer via the I / O base 2204 receives that host interface 2206 Working operations for performing these Commands to a front end 2208 judge. In at least one embodiment, the front end is 2208 with a planner 2210 coupled that is configured to send commands or other work items to a processing cluster array 2212 distributed. In at least one embodiment, the planner provides 2210 make sure the processing cluster array 2212 is properly configured and in a valid state prior to assigning tasks to a cluster of a processing cluster array 2212 be distributed. In at least one embodiment, the planner is 2210 implemented via firmware logic that runs on a microcontroller. In at least one embodiment, the microcontroller is an implemented scheduler 2210 configurable to perform complex planning and work-sharing operations with coarse and fine granularity, enabling rapid preemption and context switching of threads running on the processing array 2212 are executed. In at least one embodiment, the host software may schedule workloads on the processing cluster array 2212 via one of several graphics processing paths. In at least one embodiment, the workloads can then be programmed through the logic of the planner 2210 inside a microcontroller that controls the planner 2210 automatically to the processing array cluster 2212 be distributed.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsclusterarray 2212 bis zu „N“ Verarbeitungscluster beinhalten (z. B. Cluster 2214A, Cluster 2214B bis Cluster 2214N), wobei „N“ eine positive ganze Zahl darstellt (die eine andere ganze Zahl „N“ sein kann, als in anderen Figuren verwendet). In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Cluster 2214A-2214N des Verarbeitungsclusterarrays 2212 eine große Anzahl von nebenläufigen Threads ausführen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Planer 2210 den Clustern 2214A-2214N des Verarbeitungsclusterarrays 2212 Arbeit zuweisen, indem er verschiedene Planungs- und/oder Arbeitsverteilungsalgorithmen verwendet, die in Abhängigkeit von der Arbeitslast variieren können, die für jeden Typ von Programm oder Berechnung entsteht. In mindestens einer Ausführungsform kann die Planung dynamisch durch den Planer 2210 gehandhabt werden oder teilweise durch Compiler-Logik während der Kompilierung der Programmlogik unterstützt werden, die für die Ausführung durch das Verarbeitungsclusterarray 2212 konfiguriert ist. In mindestens einer Ausführungsform können unterschiedliche Cluster 2214A-2214N des Verarbeitungsclusterarrays 2212 zum Verarbeiten unterschiedlicher Programmtypen oder zum Durchführen unterschiedlicher Berechnungstypen zugewiesen sein.In at least one embodiment, the processing cluster array 2212 contain up to "N" processing clusters (e.g. cluster 2214A , Cluster 2214B to cluster 2214N) , where "N" represents a positive integer (which may be a different integer "N" than used in other figures). In at least one embodiment, each cluster can 2214A-2214N of the processing cluster array 2212 running a large number of concurrent threads. In at least one embodiment, the planner can 2210 the clusters 2214A-2214N of the processing cluster array 2212 Allocate work using different planning and / or work distribution algorithms that may vary depending on the workload that will arise for each type of program or computation. In at least one embodiment, the planning can be done dynamically by the planner 2210 are handled or partially supported by compiler logic during compilation of the program logic necessary for execution by the processing cluster array 2212 configured. In at least one embodiment, different clusters 2214A-2214N of the processing cluster array 2212 assigned to process different types of programs or to perform different types of calculations.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsclusterarray 2212 so konfiguriert sein, dass es verschiedene Typen von Parallelverarbeitungsoperationen durchführt. In mindestens einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsclusterarray 2212 so konfiguriert, dass es Universal-Parallelberechnungsoperationen durchführt. In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsclusterarray 2212 zum Beispiel Logik zum Ausführen von Verarbeitungs-Tasks beinhalten, einschließlich des Filterns von Video- und/oder Audiodaten, des Durchführens von Modellierungsoperationen, einschließlich Physikoperationen, und des Durchführens von Datentransformationen.In at least one embodiment, the processing cluster array 2212 Be configured to perform various types of parallel processing operations. In at least one embodiment, the processing cluster is array 2212 configured to perform general-purpose parallel computation operations. In at least one embodiment, the processing cluster array 2212 for example, include logic to perform processing tasks including filtering video and / or audio data, performing modeling operations including physics operations, and performing data transformations.
In mindestens einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsclusterarray 2212 so konfiguriert, dass es Parallelgrafikverarbeitungsoperationen durchführt. In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsclusterarray 2212 zusätzliche Logik beinhalten, um die Ausführung derartiger Grafikverarbeitungsoperationen zu unterstützen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Texturabtastlogik, um Texturoperationen durchzuführen, sowie Tesselierungslogik und andere Vertexverarbeitungslogik. In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsclusterarray 2212 so konfiguriert sein, dass es grafikverarbeitungsbezogene Shader-Programme ausführt, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, Vertex-Shader, Tesselierungs-Shader, Geometrie-Shader und Pixel-Shader. In mindestens einer Ausführungsform kann die Parallelverarbeitungseinheit 2202 Daten aus dem Systemspeicher über die E/A-Einheit 2204 zur Verarbeitung übermitteln. In mindestens einer Ausführungsform können während der Verarbeitung die übermittelten Daten in einem chipinternen Speicher (z. B. dem Parallelprozessorspeicher 2222) während der Verarbeitung gespeichert und dann wieder in den Systemspeicher geschrieben werden.In at least one embodiment, the processing cluster is array 2212 configured to perform parallel graphics processing operations. In at least one embodiment, the processing cluster array 2212 include additional logic to aid in performing such graphics processing operations including, but not limited to, texture sampling logic to perform texture operations, as well as tessellation logic and other vertex processing logic. In at least one embodiment, the processing cluster array 2212 Be configured to run graphics processing-related shader programs such as, but not limited to, vertex shaders, tessellation shaders, geometry shaders, and pixel shaders. In at least one embodiment, the parallel processing unit 2202 Submit data from system memory via I / O base 2204 for processing. In at least one embodiment, the transmitted data can be stored in an on-chip memory (e.g. the parallel processor memory 2222 ) can be saved during processing and then written back to system memory.
Wenn die Parallelverarbeitungseinheit 2202 zum Durchführen der Grafikverarbeitung verwendet wird, kann der Planer 2210 in mindestens einer Ausführungsform so konfiguriert sein, dass er eine Verarbeitungsarbeitslast in annähernd gleich große Tasks aufteilt, um eine bessere Verteilung der Grafikverarbeitungsoperationen auf mehrere Cluster 2214A-2214N des Verarbeitungsclusterarrays 2212 zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte des Verarbeitungsclusterarrays 2212 so konfiguriert sein, dass sie unterschiedliche Verarbeitungstypen durchführen. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform ein erster Abschnitt so konfiguriert sein, dass er Vertex-Shading und Topologieerzeugung durchführt, ein zweiter Abschnitt kann so konfiguriert sein, dass er Tesselierungs- und Geometrie-Shading durchführt, und ein dritter Abschnitt kann so konfiguriert sein, dass er Pixel-Shading oder andere Bildschirmraumoperationen durchführt, um ein gerendertes Bild zur Anzeige zu produzieren. In mindestens einer Ausführungsform können Zwischendaten, die durch einen oder mehrere der Cluster 2214A-2214N produziert werden, in Puffern gespeichert werden, um zu ermöglichen, dass die Zwischendaten zur weiteren Verarbeitung zwischen den Clustern 2214A-2214N übertragen werden.When the parallel processing unit 2202 is used to perform graphics processing, the planner can 2210 In at least one embodiment, it can be configured to split a processing workload into tasks of approximately equal size in order to better distribute graphics processing operations across multiple clusters 2214A-2214N of the processing cluster array 2212 to enable. In at least one embodiment, portions of the processing cluster array 2212 be configured to perform different types of processing. For example, in at least one embodiment, a first section can be configured to perform vertex shading and topology generation, a second section can be configured to perform tessellation and geometry shading, and a third section can be configured to that it performs pixel shading or other screen space operations to produce a rendered image for display. In at least one embodiment, can Intermediate data passed by one or more of the clusters 2214A-2214N are produced, stored in buffers to allow the intermediate data for further processing between the clusters 2214A-2214N be transmitted.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungsclusterarray 2212 auszuführende Verarbeitungs-Tasks über den Planer 2210 empfangen, der von dem Frontend 2208 Befehle empfängt, die Verarbeitungs-Tasks definieren. In mindestens einer Ausführungsform können die Verarbeitungs-Tasks Indizes der zu verarbeitenden Daten beinhalten, z. B. Oberflächen-(Patch-)Daten, Primitivdaten, Vertexdaten und/oder Pixeldaten, sowie Zustandsparameter und Befehle, die definieren, wie die Daten verarbeitet werden sollen (z. B. welches Programm ausgeführt werden soll). In mindestens einer Ausführungsform kann der Planer 2210 so konfiguriert sein, dass er den Tasks entsprechende Indizes abruft, oder er kann Indizes von dem Frontend 2208 empfangen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Frontend 2208 so konfiguriert sein, dass es sicherstellt, dass das Verarbeitungsclusterarray 2212 in einen gültigen Zustand konfiguriert wird, bevor eine durch eingehende Befehlspuffer (z. B. Batch-Puffer, Push-Puffer usw.) vorgegebene Arbeitslast initiiert wird.In at least one embodiment, the processing cluster array 2212 processing tasks to be carried out via the scheduler 2210 received by the frontend 2208 Receives commands that define processing tasks. In at least one embodiment, the processing tasks can include indexes of the data to be processed, e.g. B. surface (patch) data, primitive data, vertex data and / or pixel data, as well as state parameters and commands that define how the data should be processed (e.g. which program should be executed). In at least one embodiment, the planner can 2210 be configured in such a way that it retrieves the indices corresponding to the tasks, or it can use indices from the frontend 2208 receive. In at least one embodiment, the front end can 2208 be configured to ensure that the processing cluster array 2212 configured to a valid state before a workload specified by incoming command buffers (e.g. batch buffers, push buffers, etc.) is initiated.
In mindestens einer Ausführungsform kann jede von einer oder mehreren Instanzen der Parallelverarbeitungseinheit 2202 mit einem Parallelprozessorspeicher 2222 gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform kann auf den Parallelprozessorspeicher 2222 über die Speicherkreuzschiene 2216 zugegriffen werden, die Speicheranforderungen von dem Verarbeitungsclusterarray 2212 sowie von der E/A-Einheit 2204 empfangen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speicherkreuzschiene 2216 über eine Speicherschnittstelle 2218 auf den Parallelprozessorspeicher 2222 zugreifen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speicherschnittstelle 2218 mehrere Partitionseinheiten (z. B. Partitionseinheit 2220A, Partitionseinheit 2220B bis Partitionseinheit 2220N) beinhalten, die jeweils an einen Abschnitt (z. B. Speichereinheit) des Parallelprozessorspeichers 2222 gekoppelt werden können. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Anzahl der Partitionseinheiten 2220A-2220N so konfiguriert, dass sie gleich einer Anzahl von Speichereinheiten ist, sodass eine erste Partitionseinheit 2220A eine entsprechende erste Speichereinheit 2224A aufweist, eine zweite Partitionseinheit 2220B eine entsprechende Speichereinheit 2224B aufweist und eine N-te Partitionseinheit 2220N eine entsprechende N-te Speichereinheit 2224N aufweist. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anzahl der Partitionseinheiten 2220A-2220N nicht gleich einer Anzahl der Speichereinheiten sein.In at least one embodiment, each of one or more instances of the parallel processing unit 2202 with a parallel processor memory 2222 be coupled. In at least one embodiment, the parallel processor memory 2222 via the storage matrix 2216 the memory requests are accessed from the processing cluster array 2212 as well as from the I / O base 2204 can receive. In at least one embodiment, the storage matrix can 2216 via a memory interface 2218 on the parallel processor memory 2222 access. In at least one embodiment, the memory interface can 2218 multiple partition units (e.g. partition unit 2220A , Partition unit 2220B to partition unit 2220N) each to a section (e.g. memory unit) of the parallel processor memory 2222 can be coupled. In at least one embodiment, a number of the partition units 2220A-2220N configured to be equal to a number of storage units such that a first partition unit 2220A a corresponding first storage unit 2224A has a second partition unit 2220B a corresponding storage unit 2224B and an N-th partition unit 2220N a corresponding N-th storage unit 2224N having. In at least one embodiment, a number of the partition units 2220A-2220N not be equal to a number of the storage units.
In mindestens einer Ausführungsform können die Speichereinheiten 2224A-2224N verschiedene Typen von Speichervorrichtungen beinhalten, darunter dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM) oder Grafik-Direktzugriffsspeicher, wie etwa synchroner Grafik-Direktzugriffsspeicher (SGRAM), darunter Grafik-Double-Data-Rate-(GDDR-)Speicher. In mindestens einer Ausführungsform können die Speichereinheiten 2224A-2224N auch 3D-Stapelspeicher beinhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Speicher mit hoher Bandbreite (HBM). In mindestens einer Ausführungsform können Rendering-Ziele, wie etwa Bildspeicher oder Texturkarten, über die Speichereinheiten 2224A-2224N hinweg gespeichert werden, was es den Partitionseinheiten 2220A-2220N ermöglicht, Abschnitte jedes Rendering-Ziels parallel zu schreiben, um die verfügbare Bandbreite des Parallelprozessorspeichers 2222 effizient zu nutzen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine lokale Instanz des Parallelprozessorspeichers 2222 zugunsten einer einheitlichen Speicherausgestaltung ausgeschlossen werden, die Systemspeicher in Verbindung mit lokalem Cache-Speicher nutzt.In at least one embodiment, the storage units 2224A-2224N include various types of storage devices including dynamic random access memory (DRAM) or graphics random access memory such as synchronous graphics random access memory (SGRAM) including graphics double data rate (GDDR) memory. In at least one embodiment, the storage units 2224A-2224N also include 3D stacks, including, but not limited to, high bandwidth memory (HBM). In at least one embodiment, rendering targets, such as image buffers or texture maps, can be accessed via the storage units 2224A-2224N be saved away what it is the partition units 2220A-2220N allows sections of each rendering target to be written in parallel using the available bandwidth of the parallel processor memory 2222 to use efficiently. In at least one embodiment, a local instance of the parallel processor memory 2222 in favor of a uniform memory design that uses system memory in conjunction with local cache memory.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger der Cluster 2214A-2214N des Verarbeitungsclusterarrays 2212 Daten verarbeiten, die in beliebige der Speichereinheiten 2224A-2224N innerhalb des Parallelprozessorspeichers 2222 geschrieben werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speicherkreuzschiene 2216 so konfiguriert sein, dass sie eine Ausgabe jedes Clusters 2214A-2214N an eine beliebige Partitionseinheit 2220A-2220N oder an einen anderen Cluster 2214A-2214N übermittelt, der zusätzliche Verarbeitungsoperationen an einer Ausgabe ausführen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Cluster 2214A-2214N durch die Speicherkreuzschiene 2216 mit der Speicherschnittstelle 2218 kommunizieren, um aus verschiedenen externen Speichervorrichtungen zu lesen oder in diese zu schreiben. In mindestens einer Ausführungsform weist die Speicherkreuzschiene 2216 eine Verbindung mit der Speicherschnittstelle 2218 auf, um mit der E/A-Einheit 2204 zu kommunizieren, sowie eine Verbindung mit einer lokalen Instanz des Parallelprozessorspeichers 2222, was es den Verarbeitungseinheiten innerhalb der unterschiedlichen Verarbeitungscluster 2214A-2214N ermöglicht, mit Systemspeicher oder anderem Speicher zu kommunizieren, der nicht lokal zu der Parallelverarbeitungseinheit 2202 ist. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speicherkreuzschiene 2216 virtuelle Kanäle verwenden, um Verkehrsströme zwischen Clustern 2214A-2214N und Partitionseinheiten 2220A-2220N zu trennen.In at least one embodiment, any of the clusters 2214A-2214N of the processing cluster array 2212 Process data residing in any of the storage devices 2224A-2224N within the parallel processor memory 2222 to be written. In at least one embodiment, the storage matrix can 2216 be configured to have output from each cluster 2214A-2214N to any partition unit 2220A-2220N or to another cluster 2214A-2214N that can perform additional processing on an output. In at least one embodiment, each cluster can 2214A-2214N through the storage matrix 2216 with the memory interface 2218 communicate to read from or write to various external storage devices. In at least one embodiment, the storage crossbar has 2216 a connection to the storage interface 2218 to communicate with I / O base 2204 and connect to a local instance of parallel processor memory 2222 what it is the processing units within the different processing clusters 2214A-2214N allows to communicate with system memory or other memory that is not local to the parallel processing unit 2202 is. In at least one embodiment, the storage matrix can 2216 Use virtual channels to flow traffic between clusters 2214A-2214N and partition units 2220A-2220N to separate.
In mindestens einer Ausführungsform können mehrere Instanzen der Parallelverarbeitungseinheit 2202 auf einer einzelnen Erweiterungskarte bereitgestellt sein oder mehrere Erweiterungskarten zusammengeschaltet sein. In mindestens einer Ausführungsform können unterschiedliche Instanzen der Parallelverarbeitungseinheit 2202 so konfiguriert sein, dass sie zusammenarbeiten, auch wenn die unterschiedlichen Instanzen unterschiedliche Anzahlen von Verarbeitungskernen, unterschiedliche Mengen von lokalem Parallelprozessorspeicher und/oder andere Konfigurationsunterschiede aufweisen. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform einige Instanzen der Parallelverarbeitungseinheit 2202 Gleitkommaeinheiten mit höherer Genauigkeit in Bezug auf andere Instanzen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Systeme, die eine oder mehrere Instanzen der Parallelverarbeitungseinheit 2202 oder des Parallelprozessors 2200 einbeziehen, in einer Vielfalt von Konfigurationen und Formfaktoren implementiert sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Desktop-, Laptop- oder tragbarer persönlicher Computer, Server, Arbeitsstationen, Spielekonsolen und/oder eingebetteter Systeme.In at least one embodiment, several instances of the parallel processing unit 2202 be provided on a single expansion card or multiple expansion cards be interconnected. In at least one embodiment, different instances of the parallel processing unit 2202 be configured to work together even if the different instances have different numbers of processing cores, different amounts of local parallel processor memory, and / or other configuration differences. For example, in at least one embodiment, some instances of the parallel processing unit 2202 Include floating point units with higher precision with respect to other instances. In at least one embodiment, systems that include one or more instances of the parallel processing unit 2202 or the parallel processor 2200 may be implemented in a variety of configurations and form factors including, but not limited to, desktop, laptop, or portable personal computers, servers, workstations, game consoles, and / or embedded systems.
22B ist ein Blockdiagramm einer Partitionseinheit 2220 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist die Partitionseinheit 2220 eine Instanz einer der Partitionseinheiten 2220A-2220N aus 22A. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Partitionseinheit 2220 einen L2-Cache 2221, eine Bildspeicherschnittstelle 2225 und eine ROP 2226 (raster operations unit - Rasteroperationeneinheit). In mindestens einer Ausführungsform ist der L2-Cache 2221 ein Lese-/Schreib-Cache, der so konfiguriert ist, dass er Lade- und Sicherungsoperationen durchführt, die von der Speicherkreuzschiene 2216 und der ROP 2226 empfangen werden. In mindestens einer Ausführungsform werden Lesefehler und dringende Rückschreibanforderungen durch den L2-Cache 2221 an die Bildspeicherschnittstelle 2225 zur Verarbeitung ausgegeben. In mindestens einer Ausführungsform können Aktualisierungen auch über die Bildspeicherschnittstelle 2225 zur Verarbeitung an einen Bildspeicher gesendet werden. In mindestens einer Ausführungsform bildet die Bildspeicherschnittstelle 2225 eine Schnittstelle mit einer der Speichereinheiten in dem Parallelprozessorspeicher, wie etwa mit den Speichereinheiten 2224A-2224N aus 22 (z. B. innerhalb des Parallelprozessorspeichers 2222). 22B Fig. 3 is a block diagram of a partition unit 2220 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the partition unit is 2220 an instance of one of the partition units 2220A-2220N out 22A . In at least one embodiment, the partition unit includes 2220 an L2 cache 2221 , an image storage interface 2225 and a ROP 2226 (raster operations unit). In at least one embodiment, the L2 cache is 2221 a read / write cache configured to perform load and save operations from the storage crossbar 2216 and the ROP 2226 be received. In at least one embodiment, read errors and urgent write back requests are identified by the L2 cache 2221 to the image storage interface 2225 issued for processing. In at least one embodiment, updates can also be made via the image storage interface 2225 sent to an image buffer for processing. In at least one embodiment, the image storage interface forms 2225 an interface with one of the storage units in the parallel processor memory, such as the storage units 2224A-2224N out 22nd (e.g. within the parallel processor memory 2222 ).
In mindestens einer Ausführungsform ist die ROP 2226 eine Verarbeitungseinheit, die Rasteroperationen durchführt, wie etwa Schablone, Z-Test, Blending usw. In mindestens einer Ausführungsform gibt die ROP 2226 dann verarbeitete Grafikdaten aus, die in Grafikspeicher gespeichert werden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die ROP 2226 Komprimierungslogik, um Tiefen- oder Farbdaten, die in den Speicher geschrieben werden, zu komprimieren und Tiefen- oder Farbdaten, die aus dem Speicher gelesen werden, zu dekomprimieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Komprimierungslogik verlustfreie Komprimierungslogik sein, die einen oder mehrere von mehreren Komprimierungsalgorithmen verwendet. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Typ der Komprimierung, die durch die ROP 2226 durchgeführt wird, auf Grundlage von statistischen Eigenschaften der zu komprimierenden Daten variieren. Zum Beispiel wird in mindestens einer Ausführungsform die Delta-Farbkomprimierung an Tiefen- und Farbdaten auf Kachelbasis ausgeführt.In at least one embodiment, the ROP is 2226 a processing unit that performs raster operations such as stencil, z-test, blending, etc. In at least one embodiment, the ROP 2226 then processed graphics data which is stored in graphics memory. In at least one embodiment, the ROP includes 2226 Compression logic to compress depth or color data written to memory and to decompress depth or color data read from memory. In at least one embodiment, the compression logic may be lossless compression logic using one or more of a plurality of compression algorithms. In at least one embodiment, a type of compression can be implemented by the ROP 2226 will vary based on statistical properties of the data to be compressed. For example, in at least one embodiment, delta color compression is performed on depth and color data on a tile basis.
In mindestens einer Ausführungsform ist die ROP 2226 innerhalb jedes Verarbeitungsclusters (z. B. Cluster 2214A-2214N aus 22A) statt innerhalb der Partitionseinheit 2220 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform werden Lese- und Schreibanforderungen für Pixeldaten anstelle von Pixelfragmentdaten über die Speicherkreuzschiene 2216 übertragen. In mindestens einer Ausführungsform können verarbeitete Grafikdaten auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, wie etwa einer der einen oder der mehreren Anzeigevorrichtung(en) 2110 aus 21, zur weiteren Verarbeitung durch die Prozessor(en) 2102 geroutet werden oder zur weiteren Verarbeitung durch eine der Verarbeitungsentitäten innerhalb des Parallelprozessors 2200 aus 22A geroutet werden.In at least one embodiment, the ROP is 2226 within each processing cluster (e.g. cluster 2214A-2214N out 22A) instead of within the partition unit 2220 contain. In at least one embodiment, read and write requests for pixel data rather than pixel fragment data are made through the storage crossbar 2216 transfer. In at least one embodiment, processed graphics data may be displayed on a display device, such as one of the one or more display device (s) 2110 out 21 , for further processing by the processor (s) 2102 routed or for further processing by one of the processing entities within the parallel processor 2200 out 22A be routed.
22C ist ein Blockdiagramm eines Verarbeitungsclusters 2214 innerhalb einer Parallelverarbeitungseinheit gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist ein Verarbeitungscluster eine Instanz eines der Verarbeitungscluster 2214A-2214N aus 22A. In mindestens einer Ausführungsform kann der Verarbeitungscluster 2214 so konfiguriert sein, dass er viele Threads parallel ausführt, wobei sich „Thread“ auf eine Instanz eines konkreten Programms bezieht, die an einem konkreten Satz von Eingabedaten ausgeführt wird. In mindestens einer Ausführungsform werden Ausgabetechniken für Single-Instruction-Multiple-Data-(SIMD-)Anweisungen verwendet, um die parallele Ausführung einer großen Anzahl von Threads zu unterstützen, ohne mehrere unabhängige Anweisungseinheiten bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform werden Single-Instruction-Multiple-Thread-(SIMT-)Techniken verwendet, um die parallele Ausführung einer großen Anzahl von im Allgemeinen synchronisierten Threads zu unterstützen, wobei eine gemeinsame Anweisungseinheit verwendet wird, die so konfiguriert ist, dass sie Anweisungen an einen Satz von Verarbeitungs-Engines innerhalb jedes der Verarbeitungscluster ausgibt. 22C Figure 3 is a block diagram of a processing cluster 2214 within a parallel processing unit according to at least one embodiment. In at least one embodiment, a processing cluster is an instance of one of the processing clusters 2214A-2214N out 22A . In at least one embodiment, the processing cluster 2214 be configured to execute many threads in parallel, where "thread" refers to an instance of a specific program that is executed on a specific set of input data. In at least one embodiment, single instruction multiple data (SIMD) instruction issuing techniques are used to support parallel execution of a large number of threads without providing multiple independent instruction units. In at least one embodiment, single instruction multiple thread (SIMT) techniques are used to support the parallel execution of large numbers of generally synchronized threads using a common instruction unit configured to carry instructions to a set of processing engines within each of the processing clusters.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Betrieb des Verarbeitungsclusters 2214 über einen Pipelineverwalter 2232 gesteuert werden, der die Verarbeitungs-Tasks auf die SIMT-Parallelprozessoren verteilt. In mindestens einer Ausführungsform empfängt der Pipelineverwalter 2232 Anweisungen von dem Planer 2210 aus 22A und verwaltet die Ausführung dieser Anweisungen über einen Grafik-Multiprozessor 2234 und/oder eine Textureinheit 2236. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafik-Multiprozessor 2234 eine beispielhafte Instanz eines SIMT-Parallelprozessors. In mindestens einer Ausführungsform können jedoch verschiedene Typen von SIMT-Parallelprozessoren mit unterschiedlichen Architekturen innerhalb des Verarbeitungsclusters 2214 enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere Instanzen des Grafik-Multiprozessors 2234 innerhalb eines Verarbeitungsclusters 2214 enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Multiprozessor 2234 Daten verarbeiten und eine Datenkreuzschiene 2240 kann verwendet werden, um verarbeitete Daten an eines von mehreren möglichen Zielen, einschließlich anderer Shader-Einheiten, zu verteilen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Pipelineverwalter 2232 die Verteilung von verarbeiteten Daten erleichtern, indem er Ziele für zu verteilende verarbeitete Daten über die Datenkreuzschiene 2240 vorgibt.In at least one embodiment, the operation of the processing cluster 2214 through a pipeline manager 2232 which distributes the processing tasks to the SIMT parallel processors. In at least one embodiment, the pipeline manager receives 2232 Instructions from the planner 2210 out 22A and manages the execution of these instructions via a graphics multiprocessor 2234 and / or a texture unit 2236 . In at least one embodiment, the graphics processor is multiprocessor 2234 an exemplary instance of a SIMT parallel processor. However, in at least one embodiment, different types of SIMT parallel processors with different architectures can be used within the processing cluster 2214 be included. In at least one embodiment, one or more instances of the graphics multiprocessor 2234 within a processing cluster 2214 be included. In at least one embodiment, the graphics multiprocessor 2234 Process data and a data matrix 2240 can be used to distribute processed data to one of several possible destinations, including other shader units. In at least one embodiment, the pipeline manager 2232 facilitate the distribution of processed data by setting targets for processed data to be distributed via the data matrix 2240 pretends.
In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Grafik-Multiprozessor 2234 innerhalb des Verarbeitungsclusters 2214 einen identischen Satz von funktioneller Ausführungslogik (z. B. arithmetisch-logische Einheiten, Lade-Speicher-Einheiten usw.) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann funktionelle Ausführungslogik pipelineartig konfiguriert sein, wobei neue Anweisungen ausgegeben werden können, bevor vorherige Anweisungen abgeschlossen sind. In mindestens einer Ausführungsform unterstützt die funktionelle Ausführungslogik eine Vielfalt von Operationen, einschließlich Integer- und Gleitkommaarithmetik, Vergleichsoperationen, Boolescher Operationen, Bitverschiebung und Berechnung verschiedener algebraischer Funktionen. In mindestens einer Ausführungsform kann dieselbe Hardware einer funktionellen Einheit ausgenutzt werden, um unterschiedliche Operationen auszuführen, und eine beliebige Kombination von funktionellen Einheiten kann vorhanden sein.In at least one embodiment, each graphics multiprocessor can 2234 within the processing cluster 2214 contain an identical set of functional execution logic (e.g. arithmetic logic units, load storage units, etc.). In at least one embodiment, functional execution logic may be configured in a pipelined manner, wherein new instructions can be issued before previous instructions are completed. In at least one embodiment, the functional execution logic supports a variety of operations including integer and floating point arithmetic, comparison operations, Boolean operations, bit shifting, and computation of various algebraic functions. In at least one embodiment, the same functional unit hardware can be used to perform different operations, and any combination of functional units can be present.
In mindestens einer Ausführungsform stellen die an den Verarbeitungscluster 2214 übertragenen Anweisungen einen Thread dar. In mindestens einer Ausführungsform ist ein Satz von Threads, der über einen Satz von Parallelverarbeitungs-Engines ausgeführt wird, eine Thread-Gruppe. In mindestens einer Ausführungsform führt eine Thread-Gruppe ein gemeinsames Programm an unterschiedlichen Eingabedaten aus. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Thread innerhalb einer Thread-Gruppe einer anderen Verarbeitungs-Engine innerhalb eines Grafik-Multiprozessors 2234 zugeordnet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Thread-Gruppe weniger Threads beinhalten als eine Anzahl von Verarbeitungs-Engines innerhalb des Grafik-Multiprozessors 2234. Wenn eine Thread-Gruppe weniger Threads beinhaltet als eine Anzahl von Verarbeitungs-Engines, können in mindestens einer Ausführungsform eine oder mehrere der Verarbeitungs-Engines während der Zyklen, in denen diese Thread-Gruppe verarbeitet wird, inaktiv sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Thread-Gruppe auch mehr Threads beinhalten als eine Anzahl von Verarbeitungs-Engines innerhalb des Grafik-Multiprozessors 2234. Wenn eine Thread-Gruppe mehr Threads als eine Anzahl von Verarbeitungs-Engines innerhalb des Grafik-Multiprozessors 2234 beinhaltet, kann das Verarbeiten in mindestens einer Ausführungsform über aufeinanderfolgende Taktzyklen durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können mehrere Thread-Gruppen nebenläufig auf einem Grafik-Multiprozessor 2234 ausgeführt werden.In at least one embodiment, they provide the processing cluster 2214 In at least one embodiment, a set of threads executed by a set of parallel processing engines is a thread group. In at least one embodiment, a thread group executes a common program on different input data. In at least one embodiment, each thread within a thread group of a different processing engine within a graphics multiprocessor 2234 be assigned. In at least one embodiment, a thread group can contain fewer threads than a number of processing engines within the graphics multiprocessor 2234 . When a thread group contains fewer threads than a number of processing engines, in at least one embodiment one or more of the processing engines can be inactive during the cycles in which this thread group is processed. In at least one embodiment, a thread group can also contain more threads than a number of processing engines within the graphics multiprocessor 2234 . When a thread group has more threads than a number of processing engines within the graphics multiprocessor 2234 includes, the processing can be performed over successive clock cycles in at least one embodiment. In at least one embodiment, several thread groups can run concurrently on a graphics multiprocessor 2234 are executed.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafik-Multiprozessor 2234 einen internen Cache-Speicher zum Durchführen von Lade- und Speicheroperationen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Multiprozessor 2234 auf einen internen Cache verzichten und einen Cache-Speicher (z. B. L1-Cache 2248) innerhalb des Verarbeitungsclusters 2214 verwenden. In mindestens einer Ausführungsform hat jeder Grafik-Multiprozessor 2234 auch Zugriff auf L2-Caches innerhalb von Partitionseinheiten (z. B. Partitionseinheiten 2220A-2220N aus 22A), die von allen Verarbeitungsclustern 2214 gemeinsam genutzt werden und zum Übermitteln von Daten zwischen Threads verwendet werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Multiprozessor 2234 auch auf den globalen chipexternen Speicher zugreifen, der einen oder mehrere von lokalem Parallelprozessorspeicher und/oder Systemspeicher beinhalten kann. In mindestens einer Ausführungsform kann ein beliebiger Speicher, der zu der Parallelverarbeitungseinheit 2202 extern ist, als globaler Speicher verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Verarbeitungscluster 2214 mehrere Instanzen des Grafik-Multiprozessors 2234 und er kann gemeinsame Anweisungen und Daten teilen, die in dem L1-Cache 2248 gespeichert sein können.In at least one embodiment, the graphics include multiprocessor 2234 an internal cache memory for performing load and store operations. In at least one embodiment, the graphics multiprocessor 2234 do without an internal cache and use a cache memory (e.g. L1 cache 2248 ) within the processing cluster 2214 use. In at least one embodiment, each graphics processor has a multiprocessor 2234 also access to L2 caches within partition units (e.g. partition units 2220A-2220N out 22A) by all processing clusters 2214 shared and used to transfer data between threads. In at least one embodiment, the graphics multiprocessor 2234 also access global off-chip memory, which may include one or more of local parallel processor memory and / or system memory. In at least one embodiment, any memory associated with the parallel processing unit 2202 external, can be used as global storage. In at least one embodiment, the processing cluster includes 2214 multiple instances of the graphics multiprocessor 2234 and it can share common instructions and data held in the L1 cache 2248 can be stored.
In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Verarbeitungscluster 2214 eine MMU 2245 (Speicherverwaltungseinheit) beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie virtuelle Adressen auf physische Adressen abbildet. In mindestens einer Ausführungsform können sich eine oder mehrere Instanzen der MMU 2245 innerhalb der Speicherschnittstelle 2218 aus 22A befinden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die MMU 2245 einen Satz von Seitentabelleneinträgen (page table entries - PTEs), der dazu verwendet wird, eine virtuelle Adresse auf eine physische Adresse einer Kachel abzubilden, sowie optional einen Cache-Zeilenindex. In mindestens einer Ausführungsform kann die MMU 2245 Adressenübersetzungspuffer (TLB) oder Caches beinhalten, die sich innerhalb des Grafik-Multiprozessors 2234 oder L1-Cache 2248 oder Verarbeitungsclusters 2214 befinden können. In mindestens einer Ausführungsform wird eine physische Adresse verarbeitet, um den Oberflächendatenzugriff lokal zu verteilen, um eine effiziente Anforderungsverschachtelung zwischen den Partitionseinheiten zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Cache-Zeilenindex verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Anforderung für eine Cache-Zeile ein Treffer oder ein Fehler ist.In at least one embodiment, each processing cluster 2214 an MMU 2245 (Storage Management Unit) configured to map virtual addresses to physical addresses. In at least one embodiment, one or more instances of the MMU 2245 within the memory interface 2218 out 22A condition. In at least one embodiment, the MMU includes 2245 a set of page table entries (PTEs) used to map a virtual address to a physical address of a tile, and optionally a cache line index. In at least one embodiment, the MMU 2245 Contain address translation buffers (TLB) or caches that are located within the graphics multiprocessor 2234 or L1 cache 2248 or processing clusters 2214 can be located. In at least one embodiment, a physical address is processed to distribute the surface data access locally in order to enable efficient request interleaving between the partition units. In at least one embodiment, a cache line index can be used to determine whether a request for a cache line is a hit or an error.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Verarbeitungscluster 2214 derart konfiguriert sein, dass jeder Grafik-Multiprozessor 2234 an eine Textureinheit 2236 zum Durchführen von Texturabbildungsoperationen gekoppelt ist, z. B. zum Bestimmen von Texturabtastpositionen, Lesen von Texturdaten und Filtern von Texturdaten. In mindestens einer Ausführungsform werden die Texturdaten aus einem internen Textur-L1-Cache (nicht gezeigt) oder aus einem L1-Cache innerhalb des Grafik-Multiprozessors 2234 gelesen und je nach Bedarf aus einem L2-Cache, dem lokalen Parallelprozessorspeicher oder dem Systemspeicher abgerufen. In mindestens einer Ausführungsform gibt jeder Grafik-Multiprozessor 2234 verarbeitete Tasks an die Datenkreuzschiene 2240 aus, um einen verarbeiteten Task einem anderen Verarbeitungscluster 2214 zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen oder um einen verarbeiteten Task über die Speicherkreuzschiene 2216 in einem L2-Cache, lokalen Parallelprozessorspeicher oder Systemspeicher zu speichern. In mindestens einer Ausführungsform ist eine preROP 2242 (Vor-Rasteroperationeneinheit) so konfiguriert, dass sie Daten von dem Grafik-Multiprozessor 2234 empfängt und Daten an ROP-Einheiten leitet, die sich in den hierin beschriebenen Partitionseinheiten befinden können (z. B. Partitionseinheiten 2220A-2220N aus 22A). In mindestens einer Ausführungsform kann die preROP-Einheit 2242 Optimierungen für die Farbmischung, das Organisieren von Pixelfarbdaten und das Durchführen von Adressübersetzungen durchführen.In at least one embodiment, a processing cluster 2214 be configured so that each graphics multiprocessor 2234 to a texture unit 2236 is coupled to perform texture mapping operations, e.g. For determining texture sample positions, reading texture data and filtering texture data. In at least one embodiment, the texture data is obtained from an internal texture L1 cache (not shown) or from an L1 cache within the graphics multiprocessor 2234 read and retrieved from an L2 cache, local parallel processor memory, or system memory as needed. In at least one embodiment, there are each graphics multiprocessor 2234 processed tasks to the data matrix 2240 off to a processed task to another processing cluster 2214 for further processing or to provide a processed task via the memory matrix 2216 store in L2 cache, parallel processor local memory, or system memory. In at least one embodiment, a preROP 2242 (Pre-raster operation unit) configured to receive data from the graphics multiprocessor 2234 receives and routes data to ROP units that may reside in the partition units described herein (e.g. partition units 2220A-2220N out 22A) . In at least one embodiment, the preROP unit 2242 Perform optimizations for color mixing, organizing pixel color data, and performing address translations.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem Grafikverarbeitungscluster 2214 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the graphics processing cluster 2214 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
22D zeigt einen Grafik-Multiprozessor 2234 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafik-Multiprozessor 2234 mit dem Pipelineverwalter 2232 des Verarbeitungsclusters 2214 gekoppelt. In mindestens einer Ausführungsform weist der Grafik-Multiprozessor 2234 eine Ausführungspipeline auf, die einen Anweisungs-Cache 2252, eine Anweisungseinheit 2254, eine Adressabbildungseinheit 2256, eine Registerbank 2258, einen oder mehrere Kerne 2262 einer Universal-Grafikverarbeitungseinheit (GPGPU) und eine oder mehrere Lade-/Speichereinheiten 2266 beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein. In mindestens einer Ausführungsform sind die GPGPU-Kerne 2262 und die Lade-/Speichereinheiten 2266 über eine Speicher- und Cache-Zusammenschaltung 2268 mit dem Cache-Speicher 2272 und dem gemeinsam genutzten Speicher 2270 gekoppelt. 22D shows a graphics multiprocessor 2234 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the graphics processor is multiprocessor 2234 with the pipeline manager 2232 of the processing cluster 2214 coupled. In at least one embodiment, the graphics multiprocessor 2234 an execution pipeline containing an instruction cache 2252 , an instruction unit 2254 , an address mapping unit 2256 , a register bank 2258 , one or more cores 2262 a universal graphics processing unit (GPGPU) and one or more load / store units 2266 includes, but is not limited to. In at least one embodiment, the are GPGPU cores 2262 and the load / store units 2266 via a memory and cache interconnection 2268 with the cache memory 2272 and shared storage 2270 coupled.
In mindestens einer Ausführungsform empfängt der Anweisungs-Cache 2252 einen Strom aus auszuführenden Anweisungen von dem Pipelineverwalter 2232. In mindestens einer Ausführungsform werden die Anweisungen in dem Anweisungs-Cache 2252 zwischengespeichert und durch eine Anweisungseinheit 2254 zur Ausführung zugeteilt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anweisungseinheit 2254 Anweisungen als Thread-Gruppen (z. B. Warps) zuteilen, wobei jeder Thread der Thread-Gruppe einer anderen Ausführungseinheit innerhalb der GPGPU-Kerne 2262 zugeordnet wird. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anweisung auf einen beliebigen von einem lokalen, gemeinsam genutzten oder globalen Adressraum zugreifen, indem sie eine Adresse innerhalb eines einheitlichen Adressraums vorgibt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Adressabbildungseinheit 2256 verwendet werden, um Adressen in einem einheitlichen Adressraum in eine eindeutige Speicheradresse zu übersetzen, auf die durch die Lade-/Speichereinheiten 2266 zugegriffen werden kann.In at least one embodiment, the instruction cache receives 2252 a stream of instructions to be executed from the pipeline manager 2232 . In at least one embodiment, the instructions are in the instruction cache 2252 cached and by an instruction unit 2254 assigned for execution. In at least one embodiment, the instruction unit 2254 Assign instructions as thread groups (e.g. warps), with each thread belonging to the thread group of a different execution unit within the GPGPU cores 2262 is assigned. In at least one embodiment, an instruction can access any of a local, shared, or global address space by specifying an address within a uniform address space. In at least one embodiment, the address mapping unit 2256 can be used to translate addresses in a uniform address space into a unique memory address, to which the load / store units 2266 can be accessed.
In mindestens einer Ausführungsform stellt die Registerbank 2258 einen Satz von Registern für funktionelle Einheiten des Grafik-Multiprozessors 2234 bereit. In mindestens einer Ausführungsform stellt die Registerbank 2258 einen temporären Datenspeicher für Operanden bereit, die mit Datenpfaden von funktionellen Einheiten (z. B. GPGPU-Kernen 2262, Lade-/Speichereinheiten 2266) des Grafik-Multiprozessors 2234 verbunden sind. In mindestens einer Ausführungsform ist die Registerbank 2258 derart zwischen den einzelnen funktionellen Einheiten aufgeteilt, dass jeder funktionellen Einheit ein dedizierter Abschnitt der Registerbank 2258 zugewiesen ist. In mindestens einer Ausführungsform ist die Registerbank 2258 auf unterschiedliche Warps aufgeteilt, die durch den Grafik-Multiprozessor 2234 ausgeführt werden.In at least one embodiment, the register bank provides 2258 a set of registers for functional units of the graphics multiprocessor 2234 ready. In at least one embodiment, the Register bank 2258 a temporary data memory for operands that are linked with data paths of functional units (e.g. GPGPU cores 2262 , Load / storage units 2266 ) of the graphics multiprocessor 2234 are connected. In at least one embodiment, the register bank is 2258 divided between the individual functional units in such a way that each functional unit has a dedicated section of the register bank 2258 is assigned. In at least one embodiment, the register bank is 2258 divided into different warps, which are generated by the graphics multiprocessor 2234 are executed.
In mindestens einer Ausführungsform können die GPGPU-Kerne 2262 jeweils Gleitkommaeinheiten (FPUs) und/oder arithmetisch-logische Einheiten (ALUs) für Integer beinhalten, die zum Ausführen von Anweisungen des Grafik-Multiprozessors 2234 verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die GPGPU-Kerne 2262 eine ähnliche Architektur aufweisen oder sich bezüglich der Architektur unterscheiden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet ein erster Abschnitt der GPGPU-Kerne 2262 eine FPU mit einfacher Genauigkeit und eine Integer-ALU, während ein zweiter Abschnitt der GPGPU-Kerne eine FPU mit doppelter Genauigkeit beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform können FPUs den Standard IEEE 754-2008 für Gleitkommaarithmetik implementieren oder Gleitkommaarithmetik mit variabler Genauigkeit ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Multiprozessor 2234 zusätzlich eine oder mehrere Festfunktions- oder Spezialfunktionseinheiten beinhalten, um spezifische Funktionen, wie etwa Operationen zum Kopieren von Rechtecken oder Pixel-Blending, durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können einer oder mehrere der GPGPU-Kerne 2262 auch Fest- oder Spezialfunktionslogik beinhalten.In at least one embodiment, the GPGPU cores 2262 each contain floating point units (FPUs) and / or arithmetic-logic units (ALUs) for integers, which are used to execute instructions of the graphics multiprocessor 2234 be used. In at least one embodiment, the GPGPU cores 2262 have a similar architecture or differ in terms of architecture. In at least one embodiment, a first portion includes the GPGPU cores 2262 a single precision FPU and an integer ALU, while a second section of the GPGPU cores includes a double precision FPU. In at least one embodiment, FPUs can implement the IEEE 754-2008 standard for floating point arithmetic or enable floating point arithmetic with variable precision. In at least one embodiment, the graphics multiprocessor 2234 additionally contain one or more fixed function or special function units in order to carry out specific functions, such as operations for copying rectangles or pixel blending. In at least one embodiment, one or more of the GPGPU cores 2262 also contain fixed or special function logic.
In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die GPGPU-Kerne 2262 SIMD-Logik, die dazu in der Lage ist, eine einzelne Anweisung an mehreren Datensätzen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können die GPGPU-Kerne 2262 SIMD4-, SIMD8- und SIMD16-Anweisungen physisch ausführen und SIMD1-, SIMD2- und SIMD32-Anweisungen logisch ausführen. In mindestens einer Ausführungsform können SIMD-Anweisungen für GPGPU-Kerne zur Kompilierzeit durch einen Shader-Compiler erzeugt werden oder automatisch erzeugt werden, wenn Programme ausgeführt werden, die für Single-Program-Multiple-Data-(SPMD-) oder SIMT-Architekturen geschrieben und kompiliert wurden. In mindestens einer Ausführungsform können mehrere Threads eines für ein SIMT-Ausführungsmodell konfigurierten Programms über eine einzelne SIMD-Anweisung ausgeführt werden. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform acht SIMT-Threads, die gleiche oder ähnliche Operationen durchführen, parallel über eine einzelne SIMD8-Logikeinheit ausgeführt werden.In at least one embodiment, the include GPGPU cores 2262 SIMD logic capable of executing a single instruction on multiple data records. In at least one embodiment, the GPGPU cores 2262 Physically execute SIMD4, SIMD8 and SIMD16 instructions and execute SIMD1, SIMD2 and SIMD32 instructions logically. In at least one embodiment, SIMD instructions for GPGPU cores may be generated at compile time by a shader compiler or generated automatically when executing programs written for single program multiple data (SPMD) or SIMT architectures and were compiled. In at least one embodiment, multiple threads of a program configured for a SIMT execution model can be executed via a single SIMD instruction. For example, in at least one embodiment, eight SIMT threads performing the same or similar operations can be executed in parallel through a single SIMD8 logic unit.
In mindestens einer Ausführungsform ist die Speicher- und Cache-Zusammenschaltung 2268 ein Zusammenschaltungsnetz, das jede funktionelle Einheit des Grafik-Multiprozessors 2234 mit der Registerbank 2258 und dem gemeinsam genutzten Speicher 2270 verbindet. In mindestens einer Ausführungsform ist die Speicher- und Cache-Zusammenschaltung 2268 eine Kreuzschienen-Zusammenschaltung, die es der Lade-/Speichereinheit 2266 ermöglicht, Lade- und Speicheroperationen zwischen dem gemeinsam genutzten Speicher 2270 und der Registerbank 2258 zu implementieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Registerbank 2258 mit der gleichen Frequenz wie die GPGPU-Kerne 2262 arbeiten, sodass die Datenübermittlung zwischen den GPGPU-Kernen 2262 und der Registerbank 2258 eine sehr geringe Latenz aufweisen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann der gemeinsam genutzte Speicher 2270 verwendet werden, um die Kommunikation zwischen Threads zu ermöglichen, die auf funktionellen Einheiten innerhalb des Grafik-Multiprozessors 2234 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Cache-Speicher 2272 zum Beispiel als Daten-Cache verwendet werden, um Texturdaten zwischenzuspeichern, die zwischen funktionellen Einheiten und der Textureinheit 2236 kommuniziert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der gemeinsam genutzte Speicher 2270 auch als programmverwalteter Cache verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können Threads, die auf den GPGPU-Kernen 2262 ausgeführt werden, zusätzlich zu den automatisch zwischengespeicherten Daten, die innerhalb des Cache-Speichers 2272 gespeichert sind, programmatisch Daten innerhalb des gemeinsam genutzten Speichers speichern.In at least one embodiment, the memory and cache interconnection is 2268 an interconnection network that includes each functional unit of the graphics multiprocessor 2234 with the register bank 2258 and shared storage 2270 connects. In at least one embodiment, the memory and cache interconnection is 2268 a crossbar interconnection that makes it the load / store unit 2266 enables load and store operations between the shared memory 2270 and the register bank 2258 to implement. In at least one embodiment, the register bank 2258 at the same frequency as the GPGPU cores 2262 work so that the data transfer between the GPGPU cores 2262 and the register bank 2258 can have very low latency. In at least one embodiment, the shared memory 2270 used to enable inter-thread communication on functional units within the graphics multiprocessor 2234 are executed. In at least one embodiment, the cache memory 2272 For example, it can be used as a data cache to temporarily store texture data between functional units and the texture unit 2236 be communicated. In at least one embodiment, the shared memory 2270 can also be used as a program-managed cache. In at least one embodiment, threads running on the GPGPU cores 2262 executed, in addition to the automatically cached data that is stored within the cache memory 2272 programmatically store data within shared memory.
In mindestens einer Ausführungsform ist ein Parallelprozessor oder eine GPGPU, wie hierin beschrieben, kommunikativ an Host-/Prozessorkerne gekoppelt, um Grafikoperationen, Operationen des maschinellen Lernens, Musteranalyseoperationen und verschiedene Funktionen einer Universal-GPU (GPGPU) zu beschleunigen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine GPU über einen Bus oder eine andere Zusammenschaltung (z. B. eine Hochgeschwindigkeitszusammenschaltung wie etwa PCIe oder NVLink) kommunikativ an den Host-Prozessor/die Kerne gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine GPU in einem Gehäuse oder Chip als Kerne integriert sein und kommunikativ über einen internen Prozessorbus/eine Zusammenschaltung, die intern zu einem Gehäuse oder Chip ist, an Kerne gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessorkerne unabhängig von einer Weise, auf welche eine GPU verbunden ist, einer derartigen GPU Arbeit in Form von Sequenzen von Befehlen/Anweisungen zuweisen, die in einem Arbeitsdeskriptor enthalten sind. In mindestens einer Ausführungsform verwendet diese GPU dann dedizierte Schaltung/Logik zum effizienten Verarbeiten dieser Befehle/Anweisungen.In at least one embodiment, a parallel processor or GPGPU as described herein is communicatively coupled to host / processor cores to expedite graphics operations, machine learning operations, pattern analysis operations, and various functions of a general purpose GPU (GPGPU). In at least one embodiment, a GPU may be communicatively coupled to the host processor (s) via a bus or other interconnect (e.g., a high speed interconnect such as PCIe or NVLink). In at least one embodiment, a GPU can be integrated as cores in a housing or chip and communicatively coupled to cores via an internal processor bus / an interconnection that is internal to a housing or chip. In at least one embodiment, regardless of a manner in which a GPU is connected, the processor cores can assign work to such a GPU in the form of sequences of commands that are contained in a Work descriptor are included. In at least one embodiment, this GPU then uses dedicated circuit / logic to efficiently process these commands / instructions.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem Grafik-Multiprozessor 2234 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the graphics multiprocessor 2234 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
23 veranschaulicht ein Mehr-GPU-Rechensystem 2300 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das Mehr-GPU-Rechensystem 2300 einen Prozessor 2302 beinhalten, der über einen Host-Schnittstellen-Switch 2304 an mehrere Universal-Grafikverarbeitungseinheiten (GPGPUs) 2306A-D gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform ist der Host-Schnittstellen-Switch 2304 eine PCI-Express-Switch-Vorrichtung, die den Prozessor 2302 an einen PCI-Express-Bus koppelt, über den der Prozessor 2302 mit den GPGPUs 2306A-D kommunizieren kann. In mindestens einer Ausführungsform können die GPGPUs 2306A-D über einen Satz von Hochgeschwindigkeits-Punkt-zu-Punkt-GPU-zu-GPU-Verknüpfungen 2316 zusammengeschaltet sein. In mindestens einer Ausführungsform sind die GPU-zu-GPU-Verknüpfungen 2316 mit jeder der GPGPUs 2306A-D über eine dedizierte GPU-Verknüpfung verbunden. In mindestens einer Ausführungsform ermöglichen die P2P-GPU-Verknüpfungen 2316 direkte Kommunikation zwischen jeder der GPGPUs 2306A-D, ohne dass Kommunikation über den Host-Schnittstellenbus 2304 erforderlich ist, mit dem der Prozessor 2302 verbunden ist. In mindestens einer Ausführungsform, bei der GPU-zu-GPU-Verkehr zu den P2P-GPU-Verknüpfungen 2316 geleitet wird, bleibt der Host-Schnittstellenbus 2304 für den Systemspeicherzugriff oder zum Kommunizieren mit anderen Instanzen des Mehr-GPU-Rechensystems 2300 verfügbar, zum Beispiel über eine oder mehrere Netzvorrichtungen. Während in mindestens einer Ausführungsform die GPGPUs 2306A-D mit dem Prozessor 2302 über den Host-Schnittstellen-Switch 2304 verbunden sind, beinhaltet der Prozessor 2302 in mindestens einer Ausführungsform eine direkte Unterstützung für P2P-GPU-Verknüpfungen 2316 und kann direkt mit den GPGPUs 2306A-D verbunden sein. 23 illustrates a multi-GPU computing system 2300 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the multi-GPU computing system can 2300 a processor 2302 include that via a host interface switch 2304 to multiple universal graphics processing units (GPGPUs) 2306A-D is coupled. In at least one embodiment, the host is an interface switch 2304 a PCI Express switch device that runs the processor 2302 to a PCI-Express bus via which the processor 2302 with the GPGPUs 2306A-D can communicate. In at least one embodiment, the GPGPUs 2306A-D via a set of high-speed point-to-point GPU-to-GPU links 2316 be interconnected. In at least one embodiment, the GPU-to-GPU links are 2316 with each of the GPGPUs 2306A-D connected via a dedicated GPU link. In at least one embodiment, the P2P-GPU links enable 2316 direct communication between each of the GPGPUs 2306A-D without communication over the host interface bus 2304 is required with the processor 2302 connected is. In at least one embodiment, the GPU-to-GPU traffic goes to the P2P-GPU links 2316 the host interface bus remains 2304 for system memory access or for communicating with other instances of the multi-GPU computing system 2300 available, for example, via one or more network devices. While in at least one embodiment the GPGPUs 2306A-D with the processor 2302 via the host interface switch 2304 are connected, includes the processor 2302 in at least one embodiment, direct support for P2P-GPU links 2316 and can directly with the GPGPUs 2306A-D be connected.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem Mehrfach-GPU-Rechensystem 2300 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the multiple GPU computing system 2300 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
24 ist ein Blockdiagramm eines Grafikprozessors 2400 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 2400 eine Ringzusammenschaltung 2402, ein Pipeline-Frontend 2404, eine Medien-Engine 2437 und Grafikkerne 2480A-2480N. In mindestens einer Ausführungsform koppelt die Ringzusammenschaltung 2402 den Grafikprozessor 2400 an andere Verarbeitungseinheiten, einschließlich anderer Grafikprozessoren oder eines oder mehrerer Universalprozessorkerne. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessor 2400 einer von vielen Prozessoren, die in ein Mehrkern-Verarbeitungssystem integriert sind. 24 Figure 3 is a block diagram of a graphics processor 2400 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, includes the graphics processor 2400 a ring interconnection 2402 , a pipeline front end 2404 , a media engine 2437 and graphics cores 2480A-2480N . In at least one embodiment, the ring interconnection couples 2402 the graphics processor 2400 to other processing units, including other graphics processors or one or more general purpose processing cores. In at least one embodiment, the graphics processor is 2400 one of many processors integrated into a multi-core processing system.
In mindestens einer Ausführungsform empfängt der Grafikprozessor 2400 Batches von Befehlen über die Ringzusammenschaltung 2402. In mindestens einer Ausführungsform werden eingehende Befehle durch einen Befehls-Streamer 2403 in dem Pipeline-Frontend 2404 interpretiert. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 2400 skalierbare Ausführungslogik zum Durchführen von 3D-Geometrieverarbeitung und Medienverarbeitung über die Grafikkern(e) 2480A-2480N. In mindestens einer Ausführungsform führt der Befehls-Streamer 2403 der Geometriepipeline 2436 Befehle für 3D-Geometrieverarbeitungsbefehle zu. In mindestens einer Ausführungsform führt der Befehls-Streamer 2403 für mindestens einige Medienverarbeitungsbefehle Befehle einem Video-Frontend 2434 zu, das mit der Medien-Engine 2437 gekoppelt ist. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Medien-Engine 2437 eine Videoqualitäts-Engine (Video Quality Engine - VQE) 2430 für die Video- und Bildnachverarbeitung und eine Engine zum Codieren/Decodieren in mehreren Formaten (multi-format encode/decode - MFX) 2433 zum Bereitstellen von hardwarebeschleunigter Codierung und Decodierung von Mediendaten. In mindestens einer Ausführungsform erzeugen die Geometriepipeline 2436 und die Medien-Engine 2437 jeweils Ausführungs-Threads für Thread-Ausführungsressourcen, die durch mindestens einen Grafikkern 2480 bereitgestellt sind.In at least one embodiment, the graphics processor receives 2400 Batches of commands via the ring interconnection 2402 . In at least one embodiment, incoming commands are sent through a command streamer 2403 in the pipeline front end 2404 interpreted. In at least one embodiment, includes the graphics processor 2400 Scalable execution logic for performing 3D geometry processing and media processing via the graphics core (s) 2480A-2480N . In at least one embodiment, the command streamer is conducting 2403 the geometry pipeline 2436 Commands for 3D geometry processing commands too. In at least one embodiment, the command streamer is conducting 2403 for at least some media processing commands commands a video front end 2434 to that with the media engine 2437 is coupled. In at least one embodiment, the media engine includes 2437 a video quality engine (VQE) 2430 for video and image post-processing and an engine for encoding / decoding in multiple formats (multi-format encode / decode - MFX) 2433 for providing hardware-accelerated encoding and decoding of media data. In at least one embodiment create the geometry pipeline 2436 and the media engine 2437 in each case execution threads for thread execution resources, which by at least one graphics core 2480 are provided.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 2400 skalierbare Thread-Ausführungsressourcen mit den Grafikkernen 2480A-2480N (die modular sein können und mitunter als Kernscheiben bezeichnet werden), die jeweils mehrere Teilkerne 2450A-50N, 2460A-2460N (mitunter als Kernteilscheiben bezeichnet) aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafikprozessor 2400 eine beliebige Anzahl von Grafikkernen 2480A aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 2400 einen Grafikkern 2480A, der mindestens einen ersten Teilkern 2450A und einen zweiten Teilkern 2460A aufweist. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessor 2400 ein Prozessor niedriger Leistung mit einem einzelnen Teilkern (z. B. 2450A). In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 2400 mehrere Grafikkerne 2480A-2480N, von denen jeder einen Satz von ersten Teilkernen 2450A-2450N und einen Satz von zweiten Teilkernen 2460A-2460N beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder Teilkern in den ersten Teilkernen 2450A-2450N mindestens einen ersten Satz von Ausführungseinheiten 2452A-2452N und Medien-/Texturabtastern 2454A-2454N. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder Teilkern in den zweiten Teilkernen 2460A-2460N mindestens einen zweiten Satz von Ausführungseinheiten 2462A-2462N und Abtastern 2464A-2464N. In mindestens einer Ausführungsform nutzen die Teilkerne 2450A-2450N, 2460A-2460N jeweils einen Satz von gemeinsam genutzten Ressourcen 2470A-2470N gemeinsam. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die gemeinsam genutzten Ressourcen gemeinsam genutzten Cache-Speicher und Pixeloperationslogik.In at least one embodiment, includes the graphics processor 2400 scalable thread execution resources with the graphics cores 2480A-2480N (which can be modular and are sometimes referred to as core disks), each with several partial cores 2450A-50N , 2460A-2460N (sometimes referred to as core dividing disks). In at least one embodiment, the graphics processor 2400 any number of graphics cores 2480A exhibit. In at least one embodiment, includes the graphics processor 2400 a graphics core 2480A , the at least one first partial core 2450A and a second partial core 2460A having. In at least one embodiment, the graphics processor is 2400 a low-performance processor with a single sub-core (e.g. 2450A ). In at least one embodiment, includes the graphics processor 2400 multiple graphics cores 2480A-2480N each of which has a set of first partial cores 2450A-2450N and a set of second sub-cores 2460A-2460N contains. In at least one embodiment, each sub-core includes the first sub-cores 2450A-2450N at least a first set of execution units 2452A-2452N and media / texture scanners 2454A-2454N . In at least one embodiment, each sub-core includes the second sub-cores 2460A-2460N at least a second set of execution units 2462A-2462N and scanners 2464A-2464N . In at least one embodiment, the partial cores use 2450A-2450N , 2460A-2460N a set of shared resources at a time 2470A-2470N together. In at least one embodiment, the shared resources include shared cache memory and pixel operation logic.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in dem Grafikprozessor 2400 für Inferenz- oder Vorhersageoperationen mindestens zum Teil auf Grundlage von Gewichtungsparametern verwendet werden, die unter Verwendung von Trainingsoperationen für neuronale Netze, Funktionen und/oder Architekturen von neuronalen Netzen oder hierin beschriebenen Anwendungsfällen für neuronale Netze berechnet wurden.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the inference and / or training logic 915 in the graphics processor 2400 can be used for inference or prediction operations at least in part on the basis of weighting parameters calculated using training operations for neural networks, functions and / or architectures of neural networks or use cases described herein for neural networks.
25 ist ein Blockdiagramm, das die Mikroarchitektur für einen Prozessor 2500, der Logikschaltungen zum Durchführen von Anweisungen beinhalten kann, gemäß mindestens einer Ausführungsform veranschaulicht. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2500 Anweisungen durchführen, einschließlich x86-Anweisungen, ARM-Anweisungen, spezialisierter Anweisungen für anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) usw. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2500 Register zum Speichern von gepackten Daten beinhalten, wie etwa 64 Bit breite MMX™-Register in Mikroprozessoren, die mit der MMX-Technologie der Intel Corporation aus Santa Clara, Kalifornien, ausgestattet sind. In mindestens einer Ausführungsform können MMX-Register, die sowohl in Integer- als auch in Gleitkommaform verfügbar sind, mit Elementen mit gepackten Daten arbeiten, die mit Single-Instruction-Multiple-Data-(„SIMD“-) und Streaming-SIMD-Erweiterungs-(„SSE“-)Anweisungen einhergehen. In mindestens einer Ausführungsform können 128 Bit breite XMM-Register, die sich auf die SSE2-, SSE3-, SSE4-, AVX- oder darüber hinausgehende Technologie beziehen (allgemein als „SSEx“ bezeichnet), derartige Operanden mit gepackten Daten aufbewahren. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2500 Anweisungen zum Beschleunigen von Algorithmen für maschinelles Lernen oder Deep Learning, Training oder Inferenzieren durchführen. 25th Figure 3 is a block diagram showing the microarchitecture for a processor 2500 , which may include logic circuitry for performing instructions, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the processor can 2500 Perform instructions including x86 instructions, ARM instructions, specialized instructions for application specific integrated circuits (ASICs), etc. In at least one embodiment, the processor may 2500 Registers for storing packed data include such as 64 bit wide MMX ™ registers in microprocessors equipped with MMX technology from Intel Corporation of Santa Clara, California. In at least one embodiment, MMX registers, available in both integer and floating point form, can operate with packed data elements using single instruction multiple data ("SIMD") and streaming SIMD extensions - ("SSE" -) instructions go hand in hand. In at least one embodiment, 128-bit wide XMM registers relating to SSE2, SSE3, SSE4, AVX, or beyond technology (commonly referred to as "SSEx") can hold such packed data operands. In at least one embodiment, the processor can 2500 Perform instructions to speed up machine learning or deep learning algorithms, training, or inferencing.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Prozessor 2500 ein In-Order-Frontend („Frontend“) 2501 zum Abrufen von auszuführenden Anweisungen und Vorbereiten von Anweisungen, die später in einer Prozessorpipeline verwendet werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Frontend 2501 mehrere Einheiten beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform ruft ein Anweisungsvorababrufer 2526 Anweisungen aus dem Speicher ab und speist die Anweisungen in einen Anweisungsdecodierer 2528 ein, der die Anweisungen wiederum decodiert oder interpretiert. Zum Beispiel decodiert in mindestens einer Ausführungsform der Anweisungsdecodierer 2528 eine empfangene Anweisung in eine oder mehrere Operationen, die als „Mikroanweisungen“ oder „Mikrooperationen“ bezeichnet werden (auch als „Mikro-Ops“ oder „µops” bezeichnet) und die eine Maschine ausführen kann. In mindestens einer Ausführungsform parst der Anweisungsdecodierer 2528 eine Anweisung in einen Opcode und entsprechende Daten- und Steuerfelder, die durch die Mikroarchitektur verwendet werden können, um Operationen gemäß mindestens einer Ausführungsform durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Ablaufverfolgungscache 2530 decodierte µops in programmgeordnete Sequenzen oder Abläufe in einer µop-Warteschlange 2534 zur Ausführung zusammenstellen. Wenn der Ablaufverfolgungscache 2530 auf eine komplexe Anweisung stößt, stellt in mindestens einer Ausführungsform ein Mikrocode-ROM 2532 die für den Abschluss einer Operation notwendigen µops bereit.In at least one embodiment, the processor includes 2500 an in-order front end ("front end") 2501 for fetching instructions to be executed and preparing instructions to be used later in a processor pipeline. In at least one embodiment, the front end can 2501 contain multiple units. In at least one embodiment, an instruction prefetcher calls 2526 Instructions from memory and feeds the instructions into an instruction decoder 2528 one that in turn decodes or interprets the instructions. For example, in at least one embodiment, the instruction decoder decodes 2528 a received instruction into one or more operations called "micro-instructions" or "micro-operations" (also known as "micro-ops" or "µops") that a machine can perform. In at least one embodiment, the instruction decoder parses 2528 an instruction in an opcode and corresponding data and control fields that can be used by the microarchitecture to perform operations according to at least one embodiment. In at least one embodiment, a trace cache 2530 decoded µops in program-ordered sequences or processes in a µop queue 2534 put together for execution. When the trace cache 2530 encounters a complex instruction, in at least one embodiment, a microcode ROM 2532 the µops necessary to complete an operation are ready.
In mindestens einer Ausführungsform können einige Anweisungen in eine einzelne Mikro-Op umgewandelt werden, während andere mehrere Mikro-Ops benötigen, um eine vollständige Operation abzuschließen. In mindestens einer Ausführungsform kann, falls mehr als vier Mikro-Ops benötigt werden, um eine Anweisung abzuschließen, der Anweisungsdecodierer 2528 auf den Mikrocode-ROM 2532 zugreifen, um diese Anweisung durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anweisung in eine kleine Anzahl von Mikro-Ops zur Verarbeitung in dem Anweisungsdecodierer 2528 decodiert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anweisung innerhalb des Mikrocode-ROM 2532 gespeichert werden, wenn eine Reihe von Mikro-Ops zum Erzielen einer derartigen Operation benötigt werden sollte. In mindestens einer Ausführungsform bezieht sich der Ablaufverfolgungscache 2530 auf ein programmierbares logisches Array (programmable logic array - „PLA“) für den Einsprungpunkt, um einen korrekten Mikroanweisungszeiger zum Lesen von Mikrocodesequenzen zu bestimmen, um eine oder mehrere Anweisungen aus dem Mikrocode-ROM 2532 gemäß mindestens einer Ausführungsform abzuschließen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Frontend 2501 einer Maschine, nachdem der Mikrocode-ROM 2532 die Sequenzierung von Mikro-Ops für eine Anweisung fertiggestellt hat, das Abrufen von Mikro-Ops aus dem Ablaufverfolgungscache 2530 wiederaufnehmen.In at least one embodiment, some instructions can be converted into a single micro-op while others require multiple micro-ops to complete a full operation. In at least one embodiment, if more than four micro-ops are required to complete an instruction, the instruction decoder can 2528 on the microcode ROM 2532 access to perform this instruction. In at least one embodiment, an instruction can be split into a small number of micro-ops for processing in the instruction decoder 2528 can be decoded. In at least one embodiment, an instruction can be stored within the microcode ROM 2532 should be saved if a series of micro-ops should be required to accomplish such an operation. In at least one embodiment, the trace cache is related 2530 to a programmable logic array ("PLA") for the entry point to determine a correct microinstruction pointer for reading microcode sequences to one or more instructions from the microcode ROM 2532 complete according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the front end can 2501 a machine after the microcode ROM 2532 Finished sequencing micro-ops for an instruction, fetching micro-ops from the trace cache 2530 resume.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Engine zur Ausführung in einer anderen Reihenfolge („Out-of-Order-Engine“) 2503 Anweisungen zur Ausführung vorbereiten. In mindestens einer Ausführungsform verfügt die Out-of-Order-Ausführungslogik über eine Reihe von Puffern, um den Fluss der Anweisungen zu glätten und neu zu ordnen, um die Rechenleistung zu optimieren, während sie eine Pipeline durchlaufen und zur Ausführung eingeplant werden. In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Out-of-Order-Ausführungs-Engine 2503 ohne Einschränkung einen Zuweiser/Registerumbenenner 2540, eine Speicher-µop-Warteschlange 2542, eine Integer-/Gleitkomma-µop- Warteschlange 2544, einen Speicherplaner 2546, einen schnellen Planer 2502, einen langsamen/allgemeinen Gleitkommaplaner („langsamer/allgemeiner FP-Planer“) 2504 und einen einfachen Gleitkommaplaner („einfacher FP-Planer“) 2506. In mindestens einer Ausführungsform werden der schnelle Planer 2502, der langsame/allgemeine Gleitkommaplaner 2504 und der einfache Gleitkommaplaner 2506 hierin auch zusammen als „µop-Planer 2502, 2504, 2506“ bezeichnet. In mindestens einer Ausführungsform weist der Zuweiser/Registerumbenenner 2540 Maschinenpuffer und Ressourcen zu, die jede µop für die Ausführung benötigt. In mindestens einer Ausführungsform benennt der Zuweiser/Registerumbenenner 2540 logische Register in Einträge in einer Registerbank um. In mindestens einer Ausführungsform weist der Zuweiser/Registerumbenenner 2540 auch einen Eintrag für jede µop in einer von zwei µop-Warteschlangen zu, und zwar in der Speicher-µop-Warteschlange 2542 für Speicheroperationen und der Integer-/Gleitkomma-µop- Warteschlange 2544 für Nicht-Speicheroperationen, vor dem Speicherplaner 2546 und den µop-Planern 2502, 2504, 2506. In mindestens einer Ausführungsform bestimmen die µop-Planer 2502, 2504, 2506 auf Grundlage der Bereitschaft ihrer abhängigen Eingaberegister-Operandenquellen und der Verfügbarkeit der Ausführungsressourcen, die µops benötigen, um ihre Operation abzuschließen, wann eine µop zur Ausführung bereit ist. In mindestens einer Ausführungsform kann der schnelle Planer 2502 auf jeder Hälfte des Haupttaktzyklus planen, während der langsame/allgemeine Gleitkommaplaner 2504 und der einfache Gleitkommaplaner 2506 einmal pro Hauptprozessortaktzyklus planen können. In mindestens einer Ausführungsform vermitteln die µop-Planer 2502, 2504, 2506 Zuteilungsports, um µops zur Ausführung einzuplanen.In at least one embodiment, the engine can be executed in a different order ("out-of-order engine") 2503 Prepare instructions for execution. In at least one embodiment, the out-of-order execution logic has a number of buffers to smooth and reorder the flow of instructions to optimize computational performance as they pipeline and are scheduled for execution. In at least one embodiment, the out-of-order execution engine comprises 2503 an assigner / register renamer without restriction 2540 , a memory µop queue 2542 , an integer / floating point µop queue 2544 , a storage planner 2546 , a quick planner 2502 , a slow / general floating point planner ("slow / general FP planner") 2504 and a simple floating point planner ("simple FP planner") 2506 . In at least one embodiment, you'll be the quick planner 2502 , the slow / general floating point planner 2504 and the simple floating point planner 2506 here also collectively as “µop-Planner 2502 , 2504 , 2506 " designated. In at least one embodiment, the allocator / register renamer 2540 Machine buffers and resources that each µop needs for execution. In at least one embodiment, the allocator / register renamer designates 2540 logical registers into entries in a register bank. In at least one embodiment, the allocator / register renamer 2540 also add an entry for each µop in one of two µop queues, namely in the memory µop queue 2542 for memory operations and the integer / floating point µop queue 2544 for non-memory operations, before the memory scheduler 2546 and the µop planners 2502 , 2504 , 2506 . In at least one embodiment, the µop planners determine 2502 , 2504 , 2506 when a µop is ready to execute based on the readiness of its dependent input register operand sources and the availability of the execution resources that µops need to complete their operation. In at least one embodiment, the quick planner can 2502 schedule on each half of the master clock cycle, during the slow / general floating point schedule 2504 and the simple floating point planner 2506 can schedule once per main processor clock cycle. In at least one embodiment, the µop planners mediate 2502 , 2504 , 2506 Allocation ports to schedule µops for execution.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Ausführungsblock 2511 ohne Einschränkung eine Integerregisterbank/ein Umgehungsnetz 2508, eine Gleitkommaregisterbank/ein Umgehungsnetz („FP-Registerbank/Umgehungsnetz“) 2510, Adresserzeugungseinheiten (address generation units - „AGUs“) 2512 und 2514, schnelle arithmetisch-logische Einheiten (ALUs) („schnelle ALUs“) 2516 und 2518, eine langsame arithmetisch-logische Einheit („langsame ALU“) 2520, eine Gleitkomma-ALU („FP“) 2522 und eine Gleitkomma-Bewegungseinheit („FP-Bewegung“) 2524. In mindestens einer Ausführungsform werden die Integerregisterbank/das Umgehungsnetz 2508 und die Gleitkommaregisterbank/das Umgehungsnetz 2510 hierin auch als „Registerbänke 2508, 2510“ bezeichnet. In mindestens einer Ausführungsform werden die AGUs 2512 und 2514, die schnellen ALUs 2516 und 2518, die langsame ALU 2520, die Gleitkomma-ALU 2522 und die Gleitkomma-Bewegungseinheit 2524 hierin auch als „Ausführungseinheiten 2512, 2514, 2516, 2518, 2520, 2522 und 2524“ bezeichnet. In mindestens einer Ausführungsform kann der Ausführungsblock 2511 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl (einschließlich null) und einen beliebigen Typ von Registerbänken, Umgehungsnetzen, Adresserzeugungseinheiten und Ausführungseinheiten in beliebiger Kombination beinhalten.In at least one embodiment, the execution block includes 2511 an integer register bank / bypass network without restriction 2508 , a floating point register bank / a bypass network ("FP register bank / bypass network") 2510 , Address generation units ("AGUs") 2512 and 2514 , fast arithmetic-logical units (ALUs) ("fast ALUs") 2516 and 2518 , a slow arithmetic-logical unit ("slow ALU") 2520 , a floating point ALU ("FP") 2522 and a floating point movement unit ("FP movement") 2524 . In at least one embodiment, the integer register bank / bypass network 2508 and the floating point register bank / bypass network 2510 also referred to herein as “register banks 2508 , 2510 " designated. In at least one embodiment, the AGUs 2512 and 2514 , the fast ALUs 2516 and 2518 who have favourited the slow ALU 2520 who have favourited Floating-point ALU 2522 and the floating point movement unit 2524 also referred to herein as “execution units 2512 , 2514 , 2516 , 2518 , 2520 , 2522 and 2524 " designated. In at least one embodiment, the execution block 2511 include, without limitation, any number (including zero) and any type of register banks, bypass networks, address generation units, and execution units in any combination.
In mindestens einer Ausführungsform können die Registernetze 2508, 2510 zwischen den µop-Planern 2502, 2504, 2506 und den Ausführungseinheiten 2512, 2514, 2516, 2518, 2520, 2522 und 2524 angeordnet sein. In mindestens einer Ausführungsform führt die Integerregisterbank/das Umgehungsnetz 2508 Integeroperationen durch. In mindestens einer Ausführungsform führt die Gleitkommaregisterbank/das Umgehungsnetz 2510 Gleitkommaoperationen durch. In mindestens einer Ausführungsform kann jedes der Registernetze 2508, 2510 ohne Einschränkung ein Umgehungsnetz beinhalten, das gerade abgeschlossene Ergebnisse, die noch nicht in eine Registerbank geschrieben wurden, umgehen oder zu neuen abhängigen µops weiterleiten kann. In mindestens einer Ausführungsform können die Registernetze 2508, 2510 miteinander Daten kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Integerregisterbank/das Umgehungsnetz 2508 ohne Einschränkung zwei separate Registerbänke beinhalten, eine Registerbank für Daten niederer Ordnung mit zweiunddreißig Bit und eine zweite Registerbank für Daten hoher Ordnung mit zweiunddreißig Bit. In mindestens einer Ausführungsform kann die Gleitkommaregisterbank/das Umgehungsnetz 2510 ohne Einschränkung 128 Bit breite Einträge beinhalten, da Gleitkommaanweisungen typischerweise Operanden mit einer Breite von 64 bis 128 Bit aufweisen.In at least one embodiment, the register nets 2508 , 2510 between the µop planners 2502 , 2504 , 2506 and the execution units 2512 , 2514 , 2516 , 2518 , 2520 , 2522 and 2524 arranged being. In at least one embodiment, the integer register bank / bypass network 2508 Integer operations. In at least one embodiment, the floating point register bank / bypass network maintains 2510 Floating point operations. In at least one embodiment, each of the register nets 2508 , 2510 contain, without restriction, a bypass network that can bypass recently completed results that have not yet been written to a register bank or pass them on to new dependent µops. In at least one embodiment, the register nets 2508 , 2510 communicate data with each other. In at least one embodiment, the integer register bank / bypass network 2508 include, without limitation, two separate banks of registers, one bank of registers for low-order data with thirty-two bits and a second register bank for high-order data with thirty-two bits. In at least one embodiment, the floating point register bank / bypass network 2510 contain 128-bit wide entries without restriction, since floating point instructions typically have operands with a width of 64 to 128 bits.
In mindestens einer Ausführungsform können die Ausführungseinheiten 2512, 2514, 2516, 2518, 2520, 2522, 2524 Anweisungen ausführen. In mindestens einer Ausführungsform speichern die Registernetze 2508, 2510 Integer- und Gleitkommadaten-Operandenwerte, die Mikroanweisungen benötigen, um ausgeführt zu werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2500 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und Kombination der Ausführungseinheiten 2512, 2514, 2516, 2518, 2520, 2522, 2524 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Gleitkomma-ALU 2522 und die Gleitkomma-Bewegungseinheit 2524 Gleitkomma-, MMX-, SIMD-, AVX- und SSE- oder andere Operationen ausführen, einschließlich spezialisierter Anweisungen des maschinellen Lernens. In mindestens einer Ausführungsform kann die Gleitkomma-ALU 2522 ohne Einschränkung einen 64 Bit mal 64 Bit großen Gleitkommadividierer zum Ausführen von Divisions-, Quadratwurzel- und Rest-Mikro-Ops beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Anweisungen, an denen ein Gleitkommawert beteiligt ist, mit Gleitkomma-Hardware gehandhabt werden. In mindestens einer Ausführungsform können ALU-Operationen an die schnellen ALUs 2516, 2518 übergeben werden. In mindestens einer Ausführungsform können die schnellen ALUs 2516, 2518 schnelle Operationen mit einer effektiven Latenz von einem halben Taktzyklus ausführen. In mindestens einer Ausführungsform gehen die meisten komplexen Integeroperationen an die langsame ALU 2520, da die langsame ALU 2520 ohne Einschränkung Integerausführungs-Hardware für Operationen vom Typ mit langer Latenz beinhalten kann, wie etwa einen Multiplikator, Verschiebungen, Flag-Logik und Verzweigungsverarbeitung. In mindestens einer Ausführungsform können die Lade-/Speicheroperationen eines Speichers durch die AGUs 2512, 2514 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die schnelle ALU 2516, die schnelle ALU 2518 und die langsame ALU 2520 Integeroperationen an 64-Bit-Datenoperanden durchführen. In mindestens einer Ausführungsform können die schnelle ALU 2516, die schnelle ALU 2518 und die langsame ALU 2520 so implementiert sein, dass sie eine Vielfalt von Datenbitgrößen unterstützen, darunter sechzehn, zweiunddreißig, 128, 256 usw. In mindestens einer Ausführungsform können die Gleitkomma-ALU 2522 und die Gleitkomma-Bewegungseinheit 2524 so implementiert sein, dass sie einen Bereich von Operanden unterstützen, der Bits mit verschiedenen Breiten aufweist, wie etwa 128 Bit breite Operanden mit gepackten Daten in Verbindung mit SIMD- und Multimedia-Anweisungen.In at least one embodiment, the execution units 2512 , 2514 , 2516 , 2518 , 2520 , 2522 , 2524 Follow instructions. In at least one embodiment, the register nets store 2508 , 2510 Integer and floating point data operand values that microinstructions require to be executed. In at least one embodiment, the processor can 2500 any number and combination of execution units without restriction 2512 , 2514 , 2516 , 2518 , 2520 , 2522 , 2524 include. In at least one embodiment, the floating point ALU 2522 and the floating point movement unit 2524 Perform floating point, MMX, SIMD, AVX, and SSE, or other operations, including specialized machine learning instructions. In at least one embodiment, the floating point ALU 2522 include, without limitation, a 64-bit by 64-bit floating point divider for performing division, square root, and remainder micro-ops. In at least one embodiment, instructions that involve a floating point value can be handled with floating point hardware. In at least one embodiment, ALU operations can be directed to the fast ALUs 2516 , 2518 be handed over. In at least one embodiment, the fast ALUs 2516 , 2518 perform fast operations with an effective latency of half a clock cycle. In at least one embodiment, most of the complex integer operations go to the slow ALU 2520 , since the slow ALU 2520 may include, without limitation, integer execution hardware for long latency-type operations such as a multiplier, shifts, flag logic, and branch processing. In at least one embodiment, the load / store operations of a memory can be performed by the AGUs 2512 , 2514 are executed. In at least one embodiment, the fast ALU 2516 , the fast ALU 2518 and the slow ALU 2520 Perform integer operations on 64-bit data operands. In at least one embodiment, the fast ALU 2516 , the fast ALU 2518 and the slow ALU 2520 be implemented to support a variety of data bit sizes including sixteen, thirty-two, 128, 256, etc. In at least one embodiment, the floating point ALU 2522 and the floating point movement unit 2524 be implemented to support a range of operands having bits of varying widths, such as 128-bit packed data operands associated with SIMD and multimedia instructions.
In mindestens einer Ausführungsform teilen die µop-Planer 2502, 2504, 2506 abhängige Operationen zu, bevor die Ausführung einer übergeordneten Last beendet ist. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2500, da µops in dem Prozessor 2500 spekulativ geplant und ausgeführt werden können, auch Logik zum Handhaben von Speicherfehlern beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können, falls eine Datenlast in einem Daten-Cache einen Fehler verursacht, abhängige Operationen in einer Pipeline im Gange sein, die einen Planer mit temporär inkorrekten Daten verlassen haben. In mindestens einer Ausführungsform verfolgt ein Wiederholungsmechanismus Anweisungen, die falsche Daten verwenden, und führt sie erneut aus. In mindestens einer Ausführungsform könnte es sein, dass abhängige Operationen wiederholt werden müssen, und es kann unabhängigen Operationen ermöglicht werden, abgeschlossen zu werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Planer und ein Wiederholungsmechanismus mindestens einer Ausführungsform eines Prozessors auch dafür ausgestaltet sein, Anweisungssequenzen für Zeichenfolgenvergleichsoperationen abzufangen.In at least one embodiment, the µop planners share 2502 , 2504 , 2506 dependent operations before a parent load finishes executing. In at least one embodiment, the processor can 2500 because µops in the processor 2500 scheduled and executed speculatively, also include logic for handling memory errors. In at least one embodiment, if a data load in a data cache fails, there may be dependent operations in progress in a pipeline that exited a scheduler with temporarily incorrect data. In at least one embodiment, a retry mechanism tracks and re-executes instructions that use incorrect data. In at least one embodiment, dependent operations may need to be retried and independent operations may be allowed to complete. In at least one embodiment, the scheduler and a retry mechanism of at least one embodiment of a processor can also be configured to intercept instruction sequences for character string comparison operations.
In mindestens einer Ausführungsform können sich „Register“ auf bordeigene Prozessorspeicherorte beziehen, die als Teil von Anweisungen zum Identifizieren von Operanden verwendet werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann es sich bei den Registern um diejenigen handeln, die von außerhalb eines Prozessors (aus der Sicht eines Programmierers) verwendbar sein können. In mindestens einer Ausführungsform sind die Register möglicherweise nicht auf einen konkreten Schaltungstyp beschränkt. Vielmehr kann ein Register in mindestens einer Ausführungsform Daten speichern, Daten bereitstellen und die hierin beschriebenen Funktionen durchführen. In mindestens einer Ausführungsform können die hierin beschriebenen Register durch Schaltungen innerhalb eines Prozessors unter Verwendung einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Techniken implementiert werden, wie etwa dedizierter physischer Register, dynamisch zugewiesener physischer Register unter Verwendung von Registerumbenennung, Kombinationen aus dedizierten und dynamisch zugewiesenen physischen Registern usw. In mindestens einer Ausführungsform speichern Integerregister 32-Bit-Integerdaten. Eine Registerbank aus mindestens einer Ausführungsform beinhaltet zudem acht Multimedia-SIMD-Register für gepackte Daten.In at least one embodiment, “registers” can refer to on-board processor storage locations that can be used as part of instructions to identify operands. In at least one embodiment, the registers may be those that may be usable from outside a processor (from a programmer's point of view). In at least one embodiment, the registers may not be limited to any particular type of circuit. Rather, in at least one embodiment, a register can store data, provide data and perform the functions described herein. In at least one embodiment, the herein can be implemented by circuitry within a processor using any number of different techniques, such as dedicated physical registers, dynamically allocated physical registers using register renaming, combinations of dedicated and dynamically allocated physical registers, etc. In at least one embodiment, integer registers 32- Bit integer data. A register bank from at least one embodiment also contains eight multimedia SIMD registers for packed data.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in den Ausführungsblock 2511 und andere gezeigte oder nicht gezeigte Speicher oder Register einbezogen sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Trainings- und/oder Inferenztechniken eine oder mehrere der in dem Ausführungsblock 2511 veranschaulichten ALUs verwenden. Darüber hinaus können Gewichtungsparameter im chipinternem oder chipexternem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs des Ausführungsblocks 2511 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 in the execution block 2511 and other memories or registers shown or not shown. For example, in at least one embodiment, the training and / or inference techniques described herein can be one or more of those in the execution block 2511 Use the illustrated ALUs. In addition, weighting parameters can be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the execution block 2511 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
26 veranschaulicht einen Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform verwendet der Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 Anweisungen, die bei Ausführung durch den Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 den Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 dazu veranlassen, einige oder alle der in dieser gesamten Offenbarung beschriebenen Prozesse und Techniken durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform ist der Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). In mindestens einer Ausführungsform führt der Anwendungsprozessor 2600 Matrixmultiplikationsoperationen entweder „fest verdrahtet“ in Hardware als Ergebnis des Durchführens einer oder mehrerer Anweisungen oder beides durch. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 ohne Einschränkung Verarbeitungscluster 2610(1)-2610(12), chipübergreifende Verknüpfungen (Inter-Chip Links - „ICLs“) 2620(1)-2620(12), chipübergreifende Steuerungen (Inter-Chip Controllers - „ICCs“) 2630(1)-2630(2), Speicher mit hoher Bandbreite der zweiten Generation (high-bandwidth memory second generation - „HBM2“) 2640(1)-2640(4), Speichersteuerungen (memory Controllers - „Mem Ctrlrs“) 2642(1)-2642(4), eine Bitübertragungsschicht mit Speicher mit hoher Bandbreite (high bandwidth memory physical layer - „HBM PHY“) 2644(1)-2644(4), eine zentrale Verwaltungssteuerungs-Verarbeitungseinheit („Verwaltungssteuerungs-CPU“) 2650, eine serielle Peripherieschnittstelle, eine zwischenintegrierte Schaltung und einen Universal-Eingabe/Ausgabe-Block („SPI, I2C, GPIO“) 2660, eine Interconnect-Express-Steuerung für Peripheriekomponenten und einen Direktspeicherzugriffsblock („PCIe-Steuerung und DMA“) 2670 und einen sechzehnspurigen Interconnect-Express-Port für Peripheriekomponenten („PCI-Express x 16“) 2680. 26th illustrates a deep learning application processor 2600 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the deep learning application processor uses 2600 Instructions that when executed by the deep learning application processor 2600 the deep learning application processor 2600 cause some or all of the processes and techniques described throughout this disclosure to be performed. In at least one embodiment, the deep learning is an application processor 2600 an application specific integrated circuit (ASIC). In at least one embodiment, the application processor performs 2600 Matrix multiplication operations either "hardwired" into hardware as the result of executing one or more instructions, or both. In at least one embodiment, the deep learning application processor includes 2600 processing cluster without restriction 2610 (1) -2610 (12) , cross-chip links (inter-chip links - "ICLs") 2620 (1) -2620 (12) , cross-chip controls (Inter-Chip Controllers - "ICCs") 2630 (1) -2630 (2) , High-bandwidth memory second generation ("HBM2") 2640 (1) -2640 (4) , Memory controllers ("Mem Ctrlrs") 2642 (1) -2642 (4) , a physical layer with high bandwidth memory ("HBM PHY") 2644 (1) -2644 (4) , a central management control processing unit ("management control CPU") 2650 , a serial peripheral interface, an integrated circuit and a universal input / output block ("SPI, I 2 C, GPIO") 2660 , an Interconnect Express controller for peripheral components and a direct memory access block ("PCIe controller and DMA") 2670 and a sixteen-lane Interconnect Express port for peripheral components ("PCI-Express x 16") 2680 .
In mindestens einer Ausführungsform können die Verarbeitungscluster 2610 Deep-Learning-Operationen durchführen, einschließlich Inferenz- oder Vorhersageoperationen auf Grundlage von Gewichtungsparametern, die mit einer oder mehreren Trainingstechniken, einschließlich der hierin beschriebenen, berechnet wurden. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Verarbeitungscluster 2610 ohne Einschränkung eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Prozessoren beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Verarbeitungsclustern 2600 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform sind die chipübergreifenden Verknüpfungen 2620 bidirektional. In mindestens einer Ausführungsform ermöglichen die chipübergreifenden Verknüpfungen 2620 und die chipübergreifenden Steuerungen 2630 mehreren Deep-Leaming-Anwendungsprozessoren 2600 den Austausch von Informationen, einschließlich Aktivierungsinformationen, die aus dem Durchführen eines oder mehrerer Algorithmen des maschineller Lernens resultieren, die in einem oder mehreren neuronalen Netzen verkörpert sind. In mindestens einer Ausführungsform kann der Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 eine beliebige Anzahl (einschließlich null) und einen beliebigen Typ von ICLs 2620 und ICCs 2630 beinhalten.In at least one embodiment, the processing clusters 2610 Perform deep learning operations, including inference or prediction operations based on weighting parameters calculated using one or more training techniques, including those described herein. In at least one embodiment, each processing cluster 2610 include any number and any type of processors without limitation. In at least one embodiment, the deep learning application processor 2600 any number and type of processing clusters 2600 include. In at least one embodiment, the cross-chip links are 2620 bidirectional. In at least one embodiment, the cross-chip links enable 2620 and the cross-chip controls 2630 multiple deep leaming application processors 2600 the exchange of information, including activation information, resulting from performing one or more machine learning algorithms embodied in one or more neural networks. In at least one embodiment, the deep learning application processor 2600 any number (including zero) and any type of ICLs 2620 and ICCs 2630 include.
In mindestens einer Ausführungsform stellen die HBM2s 2640 insgesamt 32 Gigabyte (GB) Speicher bereit. In mindestens einer Ausführungsform ist HBM2 2640(i) sowohl mit der Speichersteuerung 2642(i) als auch der HBM PHY 2644(i) assoziiert, wobei „i“ eine willkürliche ganze Zahl ist. In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von HBM2s 2640 einen beliebigen Typ und eine beliebige Gesamtmenge an Speicher mit hoher Bandbreite bereitstellen und mit einer beliebigen Anzahl (einschließlich null) und einem beliebigen Typ von Speichersteuerungen 2642 und HBM PHYs 2644 assoziiert sein. In mindestens einer Ausführungsform können SPI, I2C, GPIO 2660, PCIe-Steuerung und DMA 2670 und/oder PCIe 2680 durch eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Blöcken ersetzt werden, die eine beliebige Anzahl und einen beliebigen Typ von Kommunikationsstandards auf eine beliebige technisch machbare Weise ermöglichen.In at least one embodiment, the HBM2s represent 2640 a total of 32 gigabytes (GB) of memory available. In at least one embodiment is HBM2 2640 (i) both with the memory controller 2642 (i) as well as the HBM PHY 2644 (i) associated, where "i" is an arbitrary integer. In at least one embodiment, any number of HBM2s 2640 Deploy any type and total amount of high-bandwidth storage with any number (including zero) and any type of storage controllers 2642 and HBM PHYs 2644 be associated. In at least one Embodiment can SPI, I 2 C, GPIO 2660 , PCIe control and DMA 2670 and / or PCIe 2680 be replaced by any number and any type of blocks that enable any number and any type of communication standards in any technically feasible manner.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform wird der Deep-Learning-Anwendungsprozessor verwendet, um ein Modell des maschinellen Lernens, wie etwa ein neuronales Netz, zu trainieren, um dem Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 bereitgestellte Informationen vorherzusagen oder zu inferenzieren. In mindestens einer Ausführungsform wird der Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 verwendet, um Informationen auf Grundlage eines trainierten Modells des maschinellen Lernens (z. B. eines neuronalen Netzes) zu inferenzieren oder vorherzusagen, das durch einen anderen Prozessor oder ein anderes System oder durch den Deep-Learning-Anwendungsprozessor 2600 trainiert wurde. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2600 verwendet werden, um einen oder mehrere der hierin beschriebenen Anwendungsfälle für neuronale Netze durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the deep learning application processor is used to train a machine learning model, such as a neural network, to run the deep learning application processor 2600 Predict or inference information provided. In at least one embodiment, the deep learning application processor is 2600 used to inference or predict information based on a trained machine learning model (e.g. neural network) that is being passed by another processor or system, or by the deep learning application processor 2600 was trained. In at least one embodiment, the processor can 2600 can be used to perform one or more of the neural network use cases described herein.
27 ist ein Blockdiagramm eines neuromorphen Prozessors 2700 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann der neuromorphe Prozessor 2700 eine oder mehrere Eingaben von Quellen außerhalb des neuromorphen Prozessors 2700 empfangen. In mindestens einer Ausführungsform können diese Eingaben an ein oder mehrere Neuronen 2702 innerhalb des neuromorphen Prozessors 2700 übertragen werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 und Komponenten davon unter Verwendung von Schaltungen oder Logik implementiert sein, einschließlich einer oder mehrerer arithmetisch-logischer Einheiten (ALUs). In mindestens einer Ausführungsform kann der neuromorphe Prozessor 2700 ohne Einschränkung Tausende oder Millionen von Instanzen von Neuronen 2702 beinhalten, aber es kann eine beliebige geeignete Anzahl von Neuronen 2702 verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann jede Instanz des Neurons 2702 einen Neuroneneingang 2704 und einen Neuronenausgang 2706 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 Ausgaben erzeugen, die an Eingänge anderer Instanzen von Neuronen 2702 übertragen werden können. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die Neuroneneingänge 2704 und die Neuronenausgänge 2706 über Synapsen 2708 zusammengeschaltet sein. 27 Figure 3 is a block diagram of a neuromorphic processor 2700 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the neuromorphic processor can 2700 one or more inputs from sources external to the neuromorphic processor 2700 receive. In at least one embodiment, these inputs can be sent to one or more neurons 2702 inside the neuromorphic processor 2700 be transmitted. In at least one embodiment, the neurons can 2702 and components thereof can be implemented using circuitry or logic including one or more arithmetic and logic units (ALUs). In at least one embodiment, the neuromorphic processor can 2700 without limitation, thousands or millions of instances of neurons 2702 but it can include any suitable number of neurons 2702 be used. In at least one embodiment, each instance of the neuron 2702 a neuron input 2704 and a neuron output 2706 include. In at least one embodiment, the neurons can 2702 Produce outputs that are sent to inputs of other instances of neurons 2702 can be transferred. For example, in at least one embodiment, the neuron inputs 2704 and the neuron outputs 2706 via synapses 2708 be interconnected.
In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 und die Synapsen 2708 derart zusammengeschaltet sein, dass der neuromorphe Prozessor 2700 arbeitet, um die durch den neuromorphen Prozessor 2700 empfangenen Informationen zu verarbeiten oder zu analysieren. In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 einen Ausgabeimpuls (oder „Fire“ oder „Spike“) übertragen, wenn die über den Neuroneneingang 2704 empfangenen Eingaben einen Schwellenwert überschreiten. In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 die an den Neuroneneingängen 2704 empfangenen Signale summieren oder integrieren. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die Neuronen 2702 als leckende Integrate-and-Fire-Neuronen implementiert sein, wobei, falls eine Summe (als „Membranpotential“ bezeichnet) einen Schwellenwert überschreitet, das Neuron 2702 eine Ausgabe (oder „Feuern“) unter Verwendung einer Übertragungsfunktion, wie etwa einer Sigmoid- oder Schwellenwertfunktion, erzeugen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann ein leckendes Integrate-and-Fire-Neuron Signale, die an den Neuroneneingängen 2704 empfangen werden, zu einem Membranpotential summieren und auch einen Abklingfaktor (oder ein Leck) anwenden, um ein Membranpotential zu reduzieren. In mindestens einer Ausführungsform kann ein leckendes Integrate-and-Fire-Neuron feuern, falls mehrere Eingabesignale an den Neuroneneingängen 2704 schnell genug empfangen werden, um einen Schwellenwert zu überschreiten (d. h., bevor ein Membranpotential zu weit nach unten abklingt, um zu feuern). In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 unter Verwendung von Schaltungen oder Logik implementiert sein, die Eingaben empfangen, Eingaben in ein Membranpotential integrieren und ein Membranpotential abklingen lassen. In mindestens einer Ausführungsform können Eingaben gemittelt werden oder kann eine beliebige andere geeignete Übertragungsfunktion verwendet werden. Darüber hinaus können die Neuronen 2702 in mindestens einer Ausführungsform ohne Einschränkung Komparatorschaltungen oder -logik beinhalten, die einen Ausgabe-Spike an dem Neuronenausgang 2706 erzeugen, wenn das Ergebnis des Anwendens einer Übertragungsfunktion auf den Neuroneneingang 2704 einen Schwellenwert überschreitet. In mindestens einer Ausführungsform kann das Neuron 2702, sobald es feuert, zuvor empfangene Eingabeinformationen ignorieren, indem es zum Beispiel ein Membranpotential auf 0 oder einen anderen geeigneten Standardwert zurücksetzt. In mindestens einer Ausführungsform kann das Neuron 2702, sobald das Membranpotential auf 0 zurückgesetzt wurde, nach einer geeigneten Zeitspanne (oder Refraktärzeit) den normalen Betrieb wiederaufnehmen.In at least one embodiment, the neurons can 2702 and the synapses 2708 be interconnected in such a way that the neuromorphic processor 2700 works to be made by the neuromorphic processor 2700 process or analyze received information. In at least one embodiment, the neurons can 2702 an output pulse (or "Fire" or "Spike") is transmitted when the via the neuron input 2704 received inputs exceed a threshold. In at least one embodiment, the neurons can 2702 those at the neuron inputs 2704 sum or integrate received signals. For example, in at least one embodiment, the neurons 2702 be implemented as leaky Integrate-and-Fire neurons, where if a sum (referred to as a "membrane potential") exceeds a threshold value, the neuron 2702 generate an output (or "fire") using a transfer function such as a sigmoid or threshold function. In at least one embodiment, a leaking Integrate-and-Fire neuron can send signals to the neuron inputs 2704 are received, sum to a membrane potential and also apply a decay factor (or leak) to reduce a membrane potential. In at least one embodiment, a leaking Integrate-and-Fire neuron can fire if there are several input signals at the neuron inputs 2704 received fast enough to cross a threshold (ie, before a membrane potential dies down too far to fire). In at least one embodiment, the neurons can 2702 be implemented using circuitry or logic that receives inputs, integrates inputs into a membrane potential, and decays a membrane potential. In at least one embodiment, inputs can be averaged or any other suitable transfer function can be used. In addition, the neurons can 2702 in at least one embodiment, include, without limitation, comparator circuitry or logic that spikes an output spike at the neuron output 2706 generate if the result of applying a transfer function to the neuron input 2704 exceeds a threshold. In at least one embodiment, the neuron 2702 as soon as it fires, ignore previously received input information, for example by resetting a membrane potential to 0 or another suitable standard value. In at least one embodiment, the neuron 2702 as soon as the membrane potential has been reset to 0, resume normal operation after an appropriate period of time (or refractory period).
In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 durch die Synapsen 2708 zusammengeschaltet sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Synapsen 2708 arbeiten, um Signale von einem Ausgang eines ersten Neurons 2702 an einen Eingang eines zweiten Neurons 2702 zu übertragen. In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 Informationen über mehr als eine Instanz der Synapse 2708 übertragen. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere Instanzen des Neuronenausgangs 2706 über eine Instanz der Synapse 2708 mit einer Instanz des Neuroneneingangs 2704 in dem gleichen Neuron 2702 verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Instanz des Neurons 2702, die eine über eine Instanz der Synapse 2708 zu übertragende Ausgabe erzeugt, als „präsynaptisches Neuron“ in Bezug auf diese Instanz der Synapse 2708 bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Instanz des Neurons 2702, die eine über eine Instanz der Synapse 2708 übertragene Eingabe empfängt, als „postsynaptisches Neuron“ in Bezug auf diese Instanz der Synapse 2708 bezeichnet werden. Da eine Instanz des Neurons 2702 Eingaben von einer oder mehreren Instanzen der Synapse 2708 empfangen kann und auch Ausgaben über eine oder mehrere Instanzen der Synapse 2708 übertragen kann, kann in mindestens einer Ausführungsform eine einzelne Instanz des Neurons 2702 daher sowohl ein „präsynaptisches Neuron“ als auch ein „postsynaptisches Neuron“ in Bezug auf verschiedene Instanzen der Synapsen 2708 sein.In at least one embodiment, the neurons can 2702 through the synapses 2708 be interconnected. In at least one embodiment, the synapses 2708 working to get signals from an output of a first neuron 2702 to an input of a second neuron 2702 transferred to. In at least one embodiment, the neurons can 2702 Information about more than one instance of the synapse 2708 transfer. In at least one embodiment, one or more instances of the neuron output 2706 via an instance of the synapse 2708 with an instance of the neuron input 2704 in the same neuron 2702 be connected. In at least one embodiment, an instance of the neuron 2702 having one over an instance of the synapse 2708 Output to be transmitted generated as a “presynaptic neuron” in relation to this instance of the synapse 2708 are designated. In at least one embodiment, an instance of the neuron 2702 having one over an instance of the synapse 2708 receives transmitted input, as a "postsynaptic neuron" in relation to this instance of the synapse 2708 are designated. As an instance of the neuron 2702 Input from one or more instances of the synapse 2708 can receive and also outputs via one or more instances of the synapse 2708 In at least one embodiment, a single instance of the neuron can transmit 2702 hence both a “presynaptic neuron” and a “postsynaptic neuron” in relation to different instances of the synapses 2708 being.
In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronen 2702 in eine oder mehrere Schichten organisiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann jede Instanz des Neurons 2702 einen Neuronenausgang 2706 aufweisen, der sich durch eine oder mehrere Synapsen 2708 zu einem oder mehreren Neuroneneingängen 2704 auffächern kann. In mindestens einer Ausführungsform können die Neuronenausgänge 2706 der Neuronen 2702 in einer ersten Schicht 2710 mit den Neuroneneingängen 2704 der Neuronen 2702 in einer zweiten Schicht 2712 verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die Schicht 2710 als „vorwärtsgekoppelte Schicht“ bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann sich jede Instanz des Neurons 2702 in einer Instanz der ersten Schicht 2710 zu jeder Instanz des Neurons 2702 in der zweiten Schicht 2712 auffächern. In mindestens einer Ausführungsform kann die erste Schicht 2710 als „vollständig verbundene vorwärtsgekoppelte Schicht“ bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann sich jede Instanz des Neurons 2702 in einer Instanz der zweiten Schicht 2712 zu weniger als allen Instanzen des Neurons 2702 in einer dritten Schicht 2714 auffächern. In mindestens einer Ausführungsform kann die zweite Schicht 2712 als „spärlich verbundene vorwärtsgekoppelte Schicht“ bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform können sich die Neuronen 2702 in der zweiten Schicht 2712 zu den Neuronen 2702 in mehreren anderen Schichten auffächern, einschließlich zu den Neuronen 2702, die sich ebenfalls in der zweiten Schicht 2712 befinden. In mindestens einer Ausführungsform kann die zweite Schicht 2712 als „rekurrente Schicht“ bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der neuromorphe Prozessor 2700 ohne Einschränkung eine beliebige geeignete Kombination von rekurrenten Schichten und vorwärtsgekoppelten Schichten beinhalten, einschließlich ohne Einschränkung sowohl spärlich verbundener vorwärtsgekoppelter Schichten als auch vollständig verbundener vorwärtsgekoppelter Schichten.In at least one embodiment, the neurons can 2702 be organized in one or more layers. In at least one embodiment, each instance of the neuron 2702 a neuron output 2706 having one or more synapses 2708 to one or more neuron inputs 2704 can fan out. In at least one embodiment, the neuron outputs 2706 of neurons 2702 in a first shift 2710 with the neuron inputs 2704 of neurons 2702 in a second shift 2712 be connected. In at least one embodiment, the layer can 2710 referred to as the "feed forward layer". In at least one embodiment, each instance of the neuron can 2702 in an instance of the first layer 2710 to each instance of the neuron 2702 in the second shift 2712 fan out. In at least one embodiment, the first layer can 2710 can be referred to as a "fully connected feedforward layer". In at least one embodiment, each instance of the neuron can 2702 in an instance of the second layer 2712 to fewer than all instances of the neuron 2702 in a third shift 2714 fan out. In at least one embodiment, the second layer can 2712 can be referred to as a "sparsely connected feedforward layer". In at least one embodiment, the neurons can 2702 in the second shift 2712 to the neurons 2702 fan out into several other layers, including to the neurons 2702 which is also in the second layer 2712 condition. In at least one embodiment, the second layer can 2712 referred to as the "recurrent shift". In at least one embodiment, the neuromorphic processor can 2700 include, without limitation, any suitable combination of recurrent layers and feedforward layers, including, without limitation, both sparsely connected feedforward layers and fully connected feedforward layers.
In mindestens einer Ausführungsform kann der neuromorphe Prozessor 2700 ohne Einschränkung eine rekonfigurierbare Zusammenschaltungsarchitektur oder dedizierte fest verdrahtete Zusammenschaltungen beinhalten, um die Synapse 2708 mit den Neuronen 2702 zu verbinden. In mindestens einer Ausführungsform kann der neuromorphe Prozessor 2700 ohne Einschränkung Schaltung oder Logik beinhalten, die es ermöglicht, Synapsen je nach Bedarf auf Grundlage der Topologie des neuronalen Netzes und des Neuronen-Fan-In/-Out unterschiedlichen Neuronen 2702 zuzuweisen. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die Synapsen 2708 mit den Neuronen 2702 unter Verwendung einer Zusammenschaltungsstruktur, wie etwa eines Netzes auf einem Chip, oder mit dedizierten Verbindungen verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Synapsenzusammenschaltungen und Komponenten davon unter Verwendung von Schaltungen oder Logik implementiert sein.In at least one embodiment, the neuromorphic processor can 2700 include, without limitation, a reconfigurable interconnection architecture or dedicated hard-wired interconnects to the synapse 2708 with the neurons 2702 connect to. In at least one embodiment, the neuromorphic processor can 2700 Include without restriction circuitry or logic that makes it possible to create synapses as required on the basis of the topology of the neural network and the neurons fan-in / out of different neurons 2702 assign. For example, in at least one embodiment, the synapses 2708 with the neurons 2702 using an interconnection structure such as a network on a chip or with dedicated links. In at least one embodiment, the synapse interconnects and components thereof can be implemented using circuitry or logic.
28 ist ein Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das System 2800 einen oder mehrere Prozessoren 2802 und einen oder mehrere Grafikprozessoren 2808 und es kann ein Einzelprozessor-Desktopsystem, ein Multiprozessor-Arbeitsstationssystem oder ein Serversystem sein, das eine große Anzahl von Prozessoren 2802 oder Prozessorkernen 2807 aufweist. In mindestens einer Ausführungsform ist das System 2800 eine Verarbeitungsplattform, die in eine integrierte Schaltung als System auf einem Chip (SoC) zur Verwendung in mobilen, tragbaren oder eingebetteten Vorrichtungen integriert ist. 28 Figure 3 is a block diagram of a processing system in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, the system includes 2800 one or more processors 2802 and one or more graphics processors 2808 and it can be a single processor desktop system, a multiprocessor workstation system, or a server system that has a large number of processors 2802 or processor cores 2807 having. In at least one The embodiment is the system 2800 a processing platform integrated into a system on a chip (SoC) integrated circuit for use in mobile, portable, or embedded devices.
In mindestens einer Ausführungsform kann das System 2800 eine serverbasierte Spieleplattform, eine Spielekonsole, einschließlich einer Spiele- und Medienkonsole, eine mobile Spielekonsole, eine tragbare Spielekonsole oder eine Online-Spielekonsole beinhalten oder in diese integriert sein. In mindestens einer Ausführungsform ist das System 2800 ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine Tablet-Rechenvorrichtung oder eine mobile Internet-Vorrichtung. In mindestens einer Ausführungsform kann das Verarbeitungssystem 2800 auch eine tragbare Vorrichtung beinhalten, mit dieser gekoppelt oder in diese integriert sein, wie etwa eine Smartwatch-Wearable-Vorrichtung, eine Smart-Eyewear-Vorrichtung, eine Augmented-Reality-Vorrichtung oder eine Virtual-Reality-Vorrichtung. In mindestens einer Ausführungsform ist das Verarbeitungssystem 2800 eine Fernseh- oder Set-Top-Box-Vorrichtung, die einen oder mehrere Prozessoren 2802 und eine grafische Schnittstelle aufweist, die durch einen oder mehrere Grafikprozessoren 2808 erzeugt wird.In at least one embodiment, the system 2800 Include or be integrated with a server-based game platform, game console, including game and media console, mobile game console, portable game console, or online game console. In at least one embodiment, the system is 2800 a cell phone, smartphone, tablet computing device, or mobile internet device. In at least one embodiment, the processing system 2800 also include, be coupled to, or integrated into a wearable device, such as a smartwatch wearable device, a smart eyewear device, an augmented reality device, or a virtual reality device. In at least one embodiment, the processing system is 2800 a television or set-top box device that includes one or more processors 2802 and has a graphical interface provided by one or more graphics processors 2808 is produced.
In mindestens einer Ausführungsform beinhalten ein oder mehrere Prozessoren 2802 jeweils einen oder mehrere Prozessorkerne 2807 zum Verarbeiten von Anweisungen, die bei ihrer Ausführung Operationen für System- und Benutzer-Software durchführen. In mindestens einer Ausführungsform ist jeder von einem oder mehreren Prozessorkernen 2807 so konfiguriert, dass er eine spezifische Anweisungssequenz 2809 verarbeitet. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anweisungssequenz 2809 Complex Instruction Set Computing (CISC), Reduced Instruction Set Computing (RISC) oder Rechnen über ein Very Long Instruction Word (VLIW) ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform können die Prozessorkerne 2807 jeweils eine andere Anweisungssequenz 2809 verarbeiten, die Anweisungen beinhalten kann, um die Emulation anderer Anweisungssequenzen zu erleichtern. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessorkern 2807 auch andere Verarbeitungsvorrichtungen beinhalten, wie etwa einen digitalen Signalprozessor (DSP).In at least one embodiment, include one or more processors 2802 one or more processor cores each 2807 to process instructions that, when executed, perform operations for system and user software. In at least one embodiment, each is one or more processor cores 2807 configured to have a specific sequence of instructions 2809 processed. In at least one embodiment, the sequence of instructions 2809 Enable Complex Instruction Set Computing (CISC), Reduced Instruction Set Computing (RISC) or arithmetic using a Very Long Instruction Word (VLIW). In at least one embodiment, the processor cores 2807 a different instruction sequence each time 2809 process, which may contain instructions to facilitate the emulation of other instruction sequences. In at least one embodiment, the processor core 2807 also include other processing devices such as a digital signal processor (DSP).
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Prozessor 2802 einen Cache-Speicher 2804. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2802 einen einzelnen internen Cache oder mehrere Levels von internem Cache aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform wird der Cache-Speicher von verschiedenen Komponenten des Prozessors 2802 gemeinsam genutzt. In mindestens einer Ausführungsform verwendet der Prozessor 2802 auch einen externen Cache (z. B. einen Level-3-(L3-)Cache oder Last-Level-Cache (LLC)) (nicht gezeigt), der unter Verwendung bekannter Cache-Kohärenztechniken von den Prozessorkernen 2807 gemeinsam genutzt werden kann. In mindestens einer Ausführungsform ist in dem Prozessor 2802 zusätzlich eine Registerbank 2806 enthalten, die unterschiedliche Typen von Registern zum Speichern unterschiedlicher Datentypen beinhalten kann (z. B. Integerregister, Gleitkommaregister, Statusregister und ein Anweisungszeigerregister). In mindestens einer Ausführungsform kann die Registerbank 2806 Universalregister oder andere Register beinhalten.In at least one embodiment, the processor includes 2802 a cache memory 2804 . In at least one embodiment, the processor can 2802 have a single internal cache or multiple levels of internal cache. In at least one embodiment, the cache memory is used by various components of the processor 2802 shared. In at least one embodiment, the processor uses 2802 also an external cache (e.g., a level 3 (L3) cache or last level cache (LLC)) (not shown) obtained from the processor cores using known cache coherency techniques 2807 can be shared. In at least one embodiment, is in the processor 2802 additionally a register bank 2806 that may contain different types of registers for storing different types of data (e.g., integer registers, floating point registers, status registers, and an instruction pointer register). In at least one embodiment, the register bank 2806 Include universal registers or other registers.
In mindestens einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Prozessor(en) 2802 mit einem oder mehreren Schnittstellenbus(sen) 2810 gekoppelt, um Kommunikationssignale, wie etwa Adress-, Daten- oder Steuersignale, zwischen dem Prozessor 2802 und anderen Komponenten in dem System 2800 zu übertragen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Schnittstellenbus 2810 ein Prozessorbus sein, wie etwa eine Version eines Direct-Media-Interface-(DMI-)Busses. In mindestens einer Ausführungsform ist der Schnittstellenbus 2810 nicht auf einen DMI-Bus beschränkt, sondern kann einen oder mehrere Peripheral-Component-Interconnect-Busse (z. B. PCI, PCI Express), Speicherbusse oder andere Typen von Schnittstellenbussen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Prozessor(en) 2802 eine integrierte Speichersteuerung 2816 und einen Plattformsteuerungs-Hub 2830. In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht die Speichersteuerung 2816 die Kommunikation zwischen einer Speichervorrichtung und anderen Komponenten des Systems 2800, während der Plattformsteuerungs-Hub (platform controller hub - PCH) 2830 Verbindungen mit E/A-Vorrichtungen über einen lokalen E/A-Bus bereitstellt.In at least one embodiment, one or more processor (s) are 2802 with one or more interface bus (s) 2810 coupled to communication signals, such as address, data or control signals, between the processor 2802 and other components in the system 2800 transferred to. In at least one embodiment, the interface bus can 2810 be a processor bus, such as a version of a direct media interface (DMI) bus. In at least one embodiment, the interface bus is 2810 not limited to a DMI bus, but can include one or more peripheral component interconnect buses (e.g. PCI, PCI Express), memory buses, or other types of interface buses. In at least one embodiment, the processor (s) include 2802 an integrated memory controller 2816 and a platform control hub 2830 . In at least one embodiment, the memory control enables 2816 communication between a storage device and other components of the system 2800 , while the platform controller hub (PCH) 2830 provides connections to I / O devices over a local I / O bus.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Speichervorrichtung 2820 eine Vorrichtung mit dynamischem Direktzugriffsspeicher (DRAM), eine Vorrichtung mit statischem Direktzugriffsspeicher (SRAM), eine Flash-Speichervorrichtung, eine Phasenwechsel-Speichervorrichtung oder eine andere Speichervorrichtung sein, die eine geeignete Rechenleistung aufweist, um als Prozessspeicher zu dienen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speichervorrichtung 2820 als Systemspeicher für das System 2800 arbeiten, um Daten 2822 und Anweisungen 2821 zur Verwendung zu speichern, wenn ein oder mehrere Prozessoren 2802 eine Anwendung oder einen Prozess ausführen. In mindestens einer Ausführungsform ist die Speichersteuerung 2816 zudem an einen optionalen externen Grafikprozessor 2812 gekoppelt, der mit einem oder mehreren Grafikprozessoren 2808 in den Prozessoren 2802 kommunizieren kann, um Grafik- und Medienoperationen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anzeigevorrichtung 2811 mit den Prozessor(en) 2802 verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung 2811 eine oder mehrere von einer internen Anzeigevorrichtung, wie in einer mobilen elektronischen Vorrichtung oder einer Laptop-Vorrichtung, oder einer externen Anzeigevorrichtung beinhalten, die über eine Anzeigeschnittstelle (z. B. DisplayPort usw.) angeschlossen ist. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung 2811 eine am Kopf befestigte Anzeige (head mounted display - HMD) beinhalten, wie etwa eine stereoskopische Anzeigevorrichtung zur Verwendung bei Virtual-Reality-(VR-)Anwendungen oder Augmented-Reality-(AR-)Anwendungen.In at least one embodiment, a storage device 2820 a dynamic random access memory (DRAM) device, a static random access memory (SRAM) device, a flash memory device, a phase change memory device, or any other storage device that has adequate computing power to serve as process memory. In at least one embodiment, the storage device 2820 as system memory for the system 2800 work to data 2822 and instructions 2821 to save when using one or more processors 2802 run an application or process. In at least one embodiment, the memory controller is 2816 also to an optional external graphics processor 2812 coupled with one or more graphics processors 2808 in the processors 2802 can communicate to perform graphics and media operations. In at least one embodiment, a display device 2811 with the processor (s) 2802 be connected. In at least one embodiment, the display device 2811 include one or more of an internal display device, such as in a mobile electronic device or a laptop device, or an external display device connected through a display interface (e.g., DisplayPort, etc.). In at least one embodiment, the display device 2811 a head mounted display (HMD), such as a stereoscopic display device for use in virtual reality (VR) or augmented reality (AR) applications.
In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht der Plattformsteuerungs-Hub 2830, dass Peripheriegeräte mit der Speichervorrichtung 2820 und dem Prozessor 2802 über einen Hochgeschwindigkeits-E/A-Bus verbunden werden. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die E/A-Peripheriegeräte eine Audiosteuerung 2846, eine Netzsteuerung 2834, eine Firmware-Schnittstelle 2828, einen drahtlosen Sendeempfänger 2826, Berührungssensoren 2825 und eine Datenspeichervorrichtung 2824 (z. B. Festplattenlaufwerk, Flash-Speicher usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann die Datenspeichervorrichtung 2824 über eine Speicherschnittstelle (z. B. SATA) oder über einen Peripheriebus, wie etwa einen Peripheral-Component-Interconnect-Bus (z. B. PCI, PCI Express), verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform können die Berührungssensoren 2825 Touchscreen-Sensoren, Drucksensoren oder Fingerabdrucksensoren beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der drahtlose Sendeempfänger 2826 ein Wi-Fi-Sendeempfänger, ein Bluetooth-Sendeempfänger oder ein Sendeempfänger für ein mobiles Netz, wie etwa ein 3G-, 4G- oder Long-Term-Evolution-(LTE-)Sendeempfänger sein. In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht die Firmware-Schnittstelle 2828 die Kommunikation mit der System-Firmware und kann zum Beispiel eine Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die Netzsteuerung 2834 eine Netzverbindung zu einem drahtgebundenen Netz ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Netzsteuerung mit hoher Rechenleistung (nicht gezeigt) mit dem Schnittstellenbus 2810 gekoppelt. In mindestens einer Ausführungsform ist die Audiosteuerung 2846 eine Mehrkanal-High-Definition-Audiosteuerung. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das System 2800 eine optionale ältere E/A-Steuerung 2840 zum Koppeln von älteren Vorrichtungen (z. B. Personal System 2 (PS/2)) an das System 2800. In mindestens einer Ausführungsform kann der Plattformsteuerungs-Hub 2830 auch mit einer oder mehreren Universal-Serial-Bus-(USB-)Steuerungen 2842 verbunden sein, die mit Eingabevorrichtungen, wie etwa Kombinationen aus Tastatur und Maus 2843, einer Kamera 2844 oder anderen USB-Eingabevorrichtungen, verbunden sind.In at least one embodiment, the platform control hub enables 2830 that peripheral devices with the storage device 2820 and the processor 2802 connected via a high-speed I / O bus. In at least one embodiment, the I / O peripherals include audio control 2846 , a network controller 2834 , a firmware interface 2828 , a wireless transceiver 2826 , Touch sensors 2825 and a data storage device 2824 (e.g. hard disk drive, flash memory, etc.). In at least one embodiment, the data storage device 2824 be connected via a storage interface (e.g. SATA) or via a peripheral bus, such as a peripheral component interconnect bus (e.g. PCI, PCI Express). In at least one embodiment, the touch sensors can 2825 Include touchscreen sensors, pressure sensors, or fingerprint sensors. In at least one embodiment, the wireless transceiver can 2826 a Wi-Fi transceiver, a Bluetooth transceiver, or a mobile network transceiver, such as a 3G, 4G, or Long-Term-Evolution (LTE) transceiver. In at least one embodiment, the firmware interface enables 2828 communication with the system firmware and can, for example, be a Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). In at least one embodiment, the network controller 2834 enable a network connection to a wired network. In at least one embodiment, a network controller with high computing power (not shown) is connected to the interface bus 2810 coupled. In at least one embodiment, the audio controller is 2846 a multi-channel high definition audio control. In at least one embodiment, the system includes 2800 an optional legacy I / O controller 2840 for coupling older devices (e.g. Personal System 2 (PS / 2)) to the system 2800 . In at least one embodiment, the platform control hub 2830 also with one or more Universal Serial Bus (USB) controllers 2842 associated with input devices such as keyboard and mouse combinations 2843 , a camera 2844 or other USB input devices.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Instanz der Speichersteuerung 2816 und des Plattformsteuerungs-Hubs 2830 in einen diskreten externen Grafikprozessor, wie etwa den externen Grafikprozessor 2812, integriert sein. In mindestens einer Ausführungsform können der Plattformsteuerungs-Hub 2830 und/oder die Speichersteuerung 2816 extern zu einem oder mehreren Prozessor(en) 2802 sein. Zum Beispiel kann das System 2800 in mindestens einer Ausführungsform eine externe Speichersteuerung 2816 und einen Plattformsteuerungs-Hub 2830 beinhalten, der als Speichersteuerungs-Hub und Peripheriesteuerungs-Hub innerhalb eines Systemchipsatzes konfiguriert sein kann, der mit den Prozessor(en) 2802 in Kommunikation steht.In at least one embodiment, an instance of the memory controller 2816 and the platform control hub 2830 into a discrete external graphics processor, such as the external graphics processor 2812 , be integrated. In at least one embodiment, the platform control hub 2830 and / or the memory controller 2816 external to one or more processor (s) 2802 being. For example, the system can 2800 in at least one embodiment, an external memory controller 2816 and a platform control hub 2830 that can be configured as a memory control hub and a peripheral control hub within a system chipset that is compatible with the processor (s) 2802 is in communication.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in den Grafikprozessor 2800 einbezogen sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Trainings- und/oder Inferenztechniken eine oder mehrere der in einer 3D-Pipeline verkörperten ALUs verwenden. Darüber hinaus können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Inferenz- und/oder Trainingsoperationen unter Verwendung von anderer Logik als der in 9A oder 9B veranschaulichten Logik durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Gewichtungsparameter in chipinternem oder chip externem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs des Grafikprozessors 2800 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 into the graphics processor 2800 be involved. For example, in at least one embodiment, the training and / or inference techniques described herein can use one or more of the ALUs embodied in a 3D pipeline. In addition, in at least one embodiment, the inference and / or training operations described herein can be performed using logic other than that in 9A or 9B logic illustrated. In at least one embodiment, weighting parameters can be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the graphics processor 2800 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
29 ist ein Blockdiagramm eines Prozessors 2900, der einen oder mehrere Prozessorkerne 2902A-2902N, eine integrierte Speichersteuerung 2914 und einen integrierten Grafikprozessor 2908 aufweist, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2900 zusätzliche Kerne bis einschließlich des zusätzlichen Kerns 2902N beinhalten, die durch Kästen mit gestrichelten Linien dargestellt sind. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder der Prozessorkerne 2902A-2902N eine oder mehrere interne Cache-Einheiten 2904A-2904N. In mindestens einer Ausführungsform weist jeder Prozessorkern auch Zugriff auf eine oder mehrere gemeinsam genutzte Cache-Einheiten 2906 auf. 29 Figure 3 is a block diagram of a processor 2900 , the one or more processor cores 2902A-2902N , an integrated memory controller 2914 and an integrated graphics processor 2908 has, according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the processor can 2900 additional cores up to and including the additional core 2902N represented by dashed-line boxes. In at least one embodiment, each includes the processor cores 2902A-2902N one or more internal cache units 2904A-2904N . In at least one embodiment, each processor core also has access to one or more shared cache units 2906 on.
In mindestens einer Ausführungsform stellen die internen Cache-Einheiten 2904A-2904N und die gemeinsam genutzten Cache-Einheiten 2906 eine Cache-Speicherhierarchie innerhalb des Prozessors 2900 dar. In mindestens einer Ausführungsform können die Cache-Speichereinheiten 2904A-2904N mindestens ein Level von Anweisungs- und Daten-Cache innerhalb jedes Prozessorkerns und ein oder mehrere Levels von gemeinsam genutztem Cache mittleren Levels, wie etwa ein Level 2 (L2), Level 3 (L3), Level 4 (L4) oder andere Cache-Levels, beinhalten, wobei ein höchstes Cache-Level vor dem externen Speicher als LLC klassifiziert ist. In mindestens einer Ausführungsform hält die Cache-Kohärenzlogik die Kohärenz zwischen verschiedenen Cache-Einheiten 2906 und 2904A-2904N aufrecht.In at least one embodiment, the internal cache units provide 2904A-2904N and the shared cache units 2906 a cache memory hierarchy within the processor 2900 In at least one embodiment, the cache storage units 2904A-2904N at least one Instruction and data cache levels within each processor core and one or more intermediate level shared cache such as level 2 (L2), level 3 (L3), level 4 (L4), or other cache levels , with a highest cache level in front of the external storage being classified as LLC. In at least one embodiment, the cache coherency logic maintains coherency between different cache units 2906 and 2904A-2904N upright.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2900 auch einen Satz von einer oder mehreren Bussteuerungseinheiten 2916 und einen Systemagentenkern 2910 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform verwalten Bussteuerungseinheiten 2916 einen Satz von Peripheriebussen, wie etwa einen oder mehrere PCI- oder PCI-Express-Busse. In mindestens einer Ausführungsform stellt der Systemagentenkern 2910 eine Verwaltungsfunktionalität für verschiedene Prozessorkomponenten bereit. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Systemagentenkern 2910 eine oder mehrere integrierte Speichersteuerungen 2914, um den Zugriff auf verschiedene externe Speichervorrichtungen (nicht gezeigt) zu verwalten.In at least one embodiment, the processor can 2900 also a set of one or more bus control units 2916 and a system agent kernel 2910 include. In at least one embodiment, bus control units manage 2916 a set of peripheral buses, such as one or more PCI or PCI Express buses. In at least one embodiment, the system agent core provides 2910 a management functionality for various processor components ready. In at least one embodiment, the system includes agent core 2910 one or more integrated memory controllers 2914 to manage access to various external storage devices (not shown).
In mindestens einer Ausführungsform beinhalten einer oder mehrere der Prozessorkerne 2902A-2902N Unterstützung für simultanes Multi-Threading. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Systemagentenkern 2910 Komponenten zum Koordinieren und Betreiben der Kerne 2902A-2902N während der Multi-Thread-Verarbeitung. In mindestens einer Ausführungsform kann der Systemagentenkern 2910 zusätzlich eine Leistungssteuereinheit (power control unit - PCU) beinhalten, die Logik und Komponenten zum Regulieren eines oder mehrerer Leistungszustände der Prozessorkerne 2902A-2902N und des Grafikprozessors 2908 beinhaltet.In at least one embodiment, include one or more of the processor cores 2902A-2902N Simultaneous multi-threading support. In at least one embodiment, the system includes agent core 2910 Components for coordinating and operating the cores 2902A-2902N during multi-threaded processing. In at least one embodiment, the system agent core 2910 additionally contain a power control unit (PCU), the logic and components for regulating one or more power states of the processor cores 2902A-2902N and the graphics processor 2908 contains.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Prozessor 2900 zusätzlich den Grafikprozessor 2908 zum Ausführen von Grafikverarbeitungsoperationen. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessor 2908 mit gemeinsam genutzten Cache-Einheiten 2906 und dem Systemagentenkern 2910 gekoppelt, der eine oder mehrere integrierte Speichersteuerungen 2914 beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Systemagentenkern 2910 zudem eine Anzeigesteuerung 2911, um die Grafikprozessorausgabe zu einer oder mehreren gekoppelten Anzeigen zu treiben. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anzeigesteuerung 2911 auch ein separates Modul sein, das über mindestens eine Zusammenschaltung mit dem Grafikprozessor 2908 gekoppelt ist, oder sie kann in den Grafikprozessor 2908 integriert sein.In at least one embodiment, the processor includes 2900 additionally the graphics processor 2908 for performing graphics processing operations. In at least one embodiment, the graphics processor is 2908 with shared cache units 2906 and the system agent kernel 2910 coupled to the one or more integrated memory controllers 2914 contains. In at least one embodiment, the system includes agent core 2910 also a display control 2911 to drive the graphics processor output to one or more coupled displays. In at least one embodiment, the display controller 2911 also be a separate module that has at least one interconnection with the graphics processor 2908 is coupled, or it can be in the graphics processor 2908 be integrated.
In mindestens einer Ausführungsform wird eine ringbasierte Zusammenschaltungseinheit 2912 zum Koppeln interner Komponenten des Prozessors 2900 verwendet. In mindestens einer Ausführungsform kann eine alternative Zusammenschaltungseinheit verwendet werden, wie etwa eine Punkt-zu-Punkt-Zusammenschaltung, eine geschaltete Zusammenschaltung oder andere Techniken. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessor 2908 über eine E/A-Verknüpfung 2913 mit der Ringzusammenschaltung 2912 gekoppelt.In at least one embodiment, a ring-based interconnection unit 2912 for coupling internal components of the processor 2900 used. In at least one embodiment, an alternative interconnection unit may be used, such as point-to-point interconnection, switched interconnection, or other techniques. In at least one embodiment, the graphics processor is 2908 via an I / O link 2913 with the ring interconnection 2912 coupled.
In mindestens einer Ausführungsform stellt die E/A-Verknüpfung 2913 mindestens eine von mehreren Sorten von E/A-Zusammenschaltungen dar, einschließlich einer gehäuseinternen E/A-Zusammenschaltung, die Kommunikation zwischen verschiedenen Prozessorkomponenten und einem eingebetteten Speichermodul 2918 mit hoher Rechenleistung, wie etwa einem eDRAM-Modul, erleichtert. In mindestens einer Ausführungsform verwenden jeder der Prozessorkerne 2902A-2902N und der Grafikprozessor 2908 ein eingebettetes Speichermodul 2918 als gemeinsam genutzten Last-Level-Cache.In at least one embodiment, the I / O link provides 2913 represent at least one of several types of I / O interconnection, including an in-chassis I / O interconnection, the communication between various processor components and an embedded memory module 2918 with high computing power, such as an eDRAM module. In at least one embodiment, each of the processor cores use 2902A-2902N and the graphics processor 2908 an embedded memory module 2918 as a shared last-level cache.
In mindestens einer Ausführungsform sind die Prozessorkerne 2902A-2902N homogene Kerne, die eine gemeinsame Anweisungssatzarchitektur ausführen. In mindestens einer Ausführungsform sind die Prozessorkerne 2902A-2902N bezüglich der Anweisungssatzarchitektur (instruction set architecture - ISA) heterogen, wobei einer oder mehrere der Prozessorkerne 2902A-2902N einen gemeinsamen Anweisungssatz ausführen, während ein oder mehrere andere Kerne der Prozessorkerne 2902A-2902N eine Teilmenge eines gemeinsamen Anweisungssatzes oder eines anderen Anweisungssatzes ausführen. In mindestens einer Ausführungsform sind die Prozessorkerne 2902A-2902N bezüglich der Mikroarchitektur heterogen, wobei ein oder mehrere Kerne, die einen relativ betrachtet höheren Leistungsverbrauch aufweisen, mit einem oder mehreren Kernen, die einen niedrigeren Leistungsverbrauch aufweisen, gekoppelt sind. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozessor 2900 auf einem oder mehreren Chips oder als SoCintegrierte Schaltung implementiert sein.In at least one embodiment, the processor cores are 2902A-2902N homogeneous cores executing a common instruction set architecture. In at least one embodiment, the processor cores are 2902A-2902N heterogeneous with respect to instruction set architecture (ISA), with one or more of the processor cores 2902A-2902N execute a common set of instructions while one or more other cores of the processor cores 2902A-2902N execute a subset of a common instruction set or another instruction set. In at least one embodiment, the processor cores are 2902A-2902N heterogeneous in terms of microarchitecture, one or more cores having a relatively higher power consumption being coupled to one or more cores having a lower power consumption. In at least one embodiment, the processor can 2900 be implemented on one or more chips or as a SoC integrated circuit.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in den Grafikprozessor 2910 einbezogen sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Trainings- und/oder Inferenztechniken eine oder mehrere der in einer 3D-Pipeline verkörperten ALUs, Grafikkern(e) 2902, gemeinsam genutzte Logik oder andere Logik in 29 verwenden. Darüber hinaus können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Inferenz- und/oder Trainingsoperationen unter Verwendung von anderer Logik als der in 9A oder 9B veranschaulichten Logik durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Gewichtungsparameter in chipinternem oder chip externem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs des Prozessors 2900 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 in the Graphics processor 2910 be involved. For example, in at least one embodiment, the training and / or inference techniques described herein may include one or more of the ALUs, graphics kernel (s) embodied in a 3D pipeline 2902 , shared logic, or other logic in 29 use. In addition, in at least one embodiment, the inference and / or training operations described herein can be performed using logic other than that in 9A or 9B logic illustrated. In at least one embodiment, weighting parameters can be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the processor 2900 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
30 ist ein Blockdiagramm eines Grafikprozessors 3000, bei dem es sich um eine diskrete Grafikverarbeitungseinheit oder um einen mit einer Vielzahl von Verarbeitungskernen integrierten Grafikprozessor handeln kann. In mindestens einer Ausführungsform kommuniziert der Grafikprozessor 3000 über eine auf Speicher abgebildete E/A-Schnittstelle mit Registern auf dem Grafikprozessor 3000 und mit in Speicher abgelegten Befehlen. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 3000 eine Speicherschnittstelle 3014 zum Zugreifen auf Speicher. In mindestens einer Ausführungsform ist die Speicherschnittstelle 3014 eine Schnittstelle zu lokalem Speicher, einem oder mehreren internen Caches, einem oder mehreren gemeinsam genutzten externen Caches und/oder zu Systemspeicher. 30th Figure 3 is a block diagram of a graphics processor 3000 , which can be a discrete graphics processing unit or a graphics processor integrated with a variety of processing cores. In at least one embodiment, the graphics processor is communicating 3000 via a memory mapped I / O interface with registers on the graphics processor 3000 and with commands stored in memory. In at least one embodiment, includes the graphics processor 3000 a memory interface 3014 to access memory. In at least one embodiment, the memory interface is 3014 an interface to local storage, one or more internal caches, one or more shared external caches and / or to system memory.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 3000 zudem eine Anzeigesteuerung 3002, um Anzeigeausgabedaten zu einer Anzeigevorrichtung 3020 zu treiben. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Anzeigesteuerung 3002 Hardware für eine oder mehrere Überlagerungsebenen für die Anzeigevorrichtung 3020 und die Komposition mehrerer Schichten von Video- oder Benutzerschnittstellenelementen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung 3020 eine interne oder externe Anzeigevorrichtung sein. In mindestens einer Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 3020 eine am Kopf befestigte Anzeigevorrichtung, wie etwa eine Virtual-Reality-(VR-)Anzeigevorrichtung oder eine Augmented-Reality-(AR-)Anzeigevorrichtung. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 3000 eine Videocodec-Engine 3006 zum Codieren, Decodieren oder Transcodieren von Medien in, aus oder zwischen einem oder mehreren Mediencodierformaten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Moving-Picture-Experts-Group-(MPEG-)Formate wie etwa MPEG-2, Advanced-Video-Coding-(AVC-)Formate wie etwa H.264/MPEG-4 AVC sowie Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE) 421M/VC-1 und Joint-Photographic-Experts-Group-(JPEG-)Formate wie etwa JPEG und Motion JPEG (MJPEG).In at least one embodiment, includes the graphics processor 3000 also a display control 3002 to send display output data to a display device 3020 to drift. In at least one embodiment, the display includes control 3002 Hardware for one or more overlay levels for the display device 3020 and the composition of multiple layers of video or user interface elements. In at least one embodiment, the display device 3020 be an internal or external display device. In at least one embodiment, the display device is 3020 a head-mounted display device such as a virtual reality (VR) display device or an augmented reality (AR) display device. In at least one embodiment, includes the graphics processor 3000 a video codec engine 3006 for encoding, decoding, or transcoding media to, from, or between one or more media encoding formats, including, but not limited to, Moving Picture Experts Group (MPEG) formats such as MPEG-2, Advanced Video Coding (AVC) formats such as H.264 / MPEG-4 AVC as well as Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE) 421M / VC-1 and Joint Photographic Experts Group (JPEG) formats such as JPEG and Motion JPEG (MJPEG).
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikprozessor 3000 eine Block-Image-Transfer-(BLIT-)Engine 3004, um zweidimensionale (2D) Rastereroperationen durchzuführen, einschließlich zum Beispiel Bit-Boundary Block Transfers. In mindestens einer Ausführungsform werden jedoch 2D-Grafikoperationen unter Verwendung einer oder mehreren Komponenten einer Grafikverarbeitungs-Engine (graphics processing engine - GPE) 3010 durchgeführt. In mindestens einer Ausführungsform ist die GPE 3010 eine Rechen-Engine zum Durchführen von Grafikoperationen, einschließlich dreidimensionaler (3D) Grafikoperationen und Medienoperationen.In at least one embodiment, includes the graphics processor 3000 a block image transfer (BLIT) engine 3004 to perform two-dimensional (2D) raster operations, including, for example, bit-boundary block transfers. However, in at least one embodiment, 2D graphics operations are performed using one or more components of a graphics processing engine (GPE). 3010 accomplished. In at least one embodiment, the GPE is 3010 a computing engine for performing graphics operations, including three-dimensional (3D) graphics operations and media operations.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die GPE 3010 eine 3D-Pipeline 3012 zum Durchführen von 3D-Operationen, wie etwa Rendern dreidimensionaler Bilder und Szenen unter Verwendung von Verarbeitungsfunktionen, die an 3D-Primitivformen (z. B. Rechteck, Dreieck usw.) wirken. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die 3D-Pipeline 3012 programmierbare Elemente und Festfunktionselemente, die verschiedene Tasks durchführen und/oder Ausführungs-Threads für ein 3D-/Medienteilsystem 3015 erzeugen. Während die 3D-Pipeline 3012 zum Durchführen von Medienoperationen verwendet werden kann, beinhaltet die GPE 3010 in mindestens einer Ausführungsform auch eine Medienpipeline 3016, die zum Durchführen von Medienoperationen, wie etwa Videonachverarbeitung und Bildverbesserung, verwendet wird.In at least one embodiment, the GPE includes 3010 a 3-D pipeline 3012 for performing 3-D operations such as rendering 3-dimensional images and scenes using processing functions operating on 3-D primitive shapes (e.g., rectangle, triangle, etc.). In at least one embodiment, the 3D pipeline includes 3012 programmable elements and fixed function elements that perform various tasks and / or execution threads for a 3D / media subsystem 3015 produce. While the 3D pipeline 3012 can be used to perform media operations includes the GPE 3010 also, in at least one embodiment, a media pipeline 3016 used to perform media operations such as video post-processing and image enhancement.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Medienpipeline 3016 Festfunktions- oder programmierbare Logikeinheiten, um eine oder mehrere spezialisierte Medienoperationen durchzuführen, wie etwa Beschleunigung von Videodecodierung, Videoentschachtelung und Beschleunigung von Videocodierung anstelle oder im Auftrag der Videocodec-Engine 3006. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Medienpipeline 3016 zusätzlich eine Thread-Erzeugungseinheit, um Threads zum Ausführen auf dem 3D-/Medienteilsystem 3015 zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform führen erzeugte Threads Berechnungen für Medienoperationen auf einer oder mehreren Grafikausführungseinheiten aus, die in dem 3D-/Medienteilsystem 3015 enthalten sind.In at least one embodiment, the media pipeline includes 3016 Fixed-function or programmable logic units to perform one or more specialized media operations such as video decoding acceleration, video de-interleaving, and video encoding acceleration in place of, or on behalf of, the video codec engine 3006 . In at least one embodiment, the media pipeline includes 3016 additionally a thread generation unit to create threads for execution on the 3D / media subsystem 3015 to create. In at least one embodiment, created threads perform computations for media operations on one or more graphics execution units that are in the 3-D / media subsystem 3015 are included.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das 3D-/Medienteilsystem 3015 Logik zum Ausführen von Threads, die durch die 3D-Pipeline 3012 und die Medienpipeline 3016 erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform senden die 3D-Pipeline 3012 und die Medienpipeline 3016 Thread-Ausführungsanforderungen an das 3D-/Medienteilsystem 3015, das Thread-Zuteilungslogik zum Vermitteln und Zuteilen verschiedener Anforderungen an verfügbare Thread-Ausführungsressourcen beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Ausführungsressourcen ein Array von Grafikausführungseinheiten zum Verarbeiten von 3D- und Medien-Threads. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das 3D-/Medienteilsystem 3015 einen oder mehrere interne Caches für Thread-Anweisungen und Daten. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Teilsystem 3015 auch gemeinsam genutzten Speicher, einschließlich Registern und adressierbaren Speichers, um Daten zwischen Threads gemeinsam zu nutzen und Ausgabedaten zu speichern.In at least one embodiment, the 3D / media subsystem includes 3015 Logic to execute threads through the 3D pipeline 3012 and the media pipeline 3016 be generated. In at least one embodiment, send the 3D pipeline 3012 and the media pipeline 3016 Thread execution requirements on the 3D / media subsystem 3015 , which includes thread arbitration logic for arbitrating and arbitrating various requests for available thread execution resources. In at least one embodiment, the execution resources include an array of graphics execution units for processing 3D and media threads. In at least one embodiment, the 3D / media subsystem includes 3015 one or more internal caches for thread instructions and data. In at least one embodiment, the subsystem includes 3015 also shared memory, including registers and addressable memory, to share data between threads and to store output data.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in den Grafikprozessor 3000 einbezogen sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Trainings- und/oder Inferenztechniken eine oder mehrere der in der 3D-Pipeline 3012 verkörperten ALUs verwenden. Darüber hinaus können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Inferenz- und/oder Trainingsoperationen unter Verwendung von anderer Logik als der in 9A oder 9B veranschaulichten Logik durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Gewichtungsparameter in chipinternem oder chip externem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs des Grafikprozessors 3000 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 into the graphics processor 3000 be involved. For example, in at least one embodiment, the training and / or inference techniques described herein can be one or more of those in the 3-D pipeline 3012 use embodied ALUs. In addition, in at least one embodiment, the inference and / or training operations described herein can be performed using logic other than that in 9A or 9B logic illustrated. In at least one embodiment, weighting parameters can be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the graphics processor 3000 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
31 ist ein Blockdiagramm einer Grafikverarbeitungs-Engine 3110 eines Grafikprozessors gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist die Grafikverarbeitungs-Engine (GPE) 3110 eine Version der in 30 gezeigten GPE 3010. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Medienpipeline 3116 optional und möglicherweise nicht explizit innerhalb der GPE 3110 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform ist ein separater Medien- und/oder Bildprozessor an die GPE 3110 gekoppelt. 31 Figure 3 is a block diagram of a graphics processing engine 3110 a graphics processor according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the graphics processing engine (GPE) is 3110 a version of the in 30th shown GPE 3010 . In at least one embodiment, is a media pipeline 3116 optional and possibly not explicitly within the GPE 3110 contain. In at least one embodiment, a separate media and / or image processor is attached to the GPE 3110 coupled.
In mindestens einer Ausführungsform ist die GPE 3110 an einen Befehls-Streamer 3103 gekoppelt oder sie beinhaltet einen solchen, der einer 3D-Pipeline 3112 und/oder der Medienpipeline 3116 einen Befehlsstrom bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform ist der Befehls-Streamer 3103 an Speicher gekoppelt, bei dem es sich um Systemspeicher oder um einen oder mehrere von internem Cache-Speicher und gemeinsam genutztem Cache-Speicher handeln kann. In mindestens einer Ausführungsform empfängt der Befehls-Streamer 3103 Befehle aus Speicher und sendet Befehle an die 3D-Pipeline 3112 und/oder die Medienpipeline 3116. In mindestens einer Ausführungsform handelt es sich bei den Befehlen um Anweisungen, Primitive oder Mikrooperationen, die aus einem Ringpuffer abgerufen werden, der Befehle für die 3D-Pipeline 3112 und die Medienpipeline 3116 speichert. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Ringpuffer zusätzlich Batch-Befehlspuffer beinhalten, die Batches von mehreren Befehlen speichern. In mindestens einer Ausführungsform können die Befehle für die 3D-Pipeline 3112 auch Bezugnahmen auf Daten beinhalten, die in Speicher gespeichert sind, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, Vertex- und Geometriedaten für die 3D-Pipeline 3112 und/oder Bilddaten und Speicherobjekte für die Medienpipeline 3116. In mindestens einer Ausführungsform verarbeiten die 3D-Pipeline 3112 und die Medienpipeline 3116 Befehle und Daten, indem sie Operationen durchführen oder einen oder mehrere Ausführungs-Threads einem Grafikkernarray 3114 zuteilen. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Grafikkernarray 3114 einen oder mehrere Blöcke von Grafikkernen (z. B. Grafikkern(e) 3115A, Grafikkern(e) 3115B), wobei jeder Block einen oder mehrere Grafikkerne beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder Grafikkern einen Satz von Grafikausführungsressourcen, der eine Universal- und eine grafikspezifische Ausführungslogik zum Durchführen von Grafik- und Rechenoperationen sowie Logik zur Texturverarbeitung mit fester Funktion und/oder zur Beschleunigung des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz, einschließlich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in 9A und 9B, beinhaltet.In at least one embodiment, the GPE is 3110 to a command streamer 3103 coupled or it includes one that is part of a 3D pipeline 3112 and / or the media pipeline 3116 provides an instruction stream. In at least one embodiment, the command streamer is 3103 coupled to memory, which may be system memory or one or more of internal cache memory and shared cache memory. In at least one embodiment, the command streamer receives 3103 Commands from memory and sends commands to the 3D pipeline 3112 and / or the media pipeline 3116 . In at least one embodiment, the instructions are instructions, primitives, or micro-operations that are fetched from a ring buffer, the instructions for the 3D pipeline 3112 and the media pipeline 3116 saves. In at least one embodiment, a ring buffer can additionally contain batch command buffers that store batches of a plurality of commands. In at least one embodiment, the instructions for the 3D pipeline 3112 also include references to data stored in memory such as, but not limited to, vertex and geometry data for the 3-D pipeline 3112 and / or image data and storage objects for the media pipeline 3116 . In at least one embodiment, process the 3D pipeline 3112 and the media pipeline 3116 Instructions and data by performing operations or one or more threads of execution to a graphics core array 3114 to share. In at least one embodiment, the graphics core array includes 3114 one or more blocks of graphics cores (e.g. graphics core (s) 3115A , Graphics core (s) 3115B ), with each block containing one or more graphics cores. In at least one embodiment, each graphics core contains a set of graphics execution resources, the universal and graphics-specific execution logic for performing graphics and arithmetic operations as well as logic for texture processing with a fixed function and / or for accelerating machine learning and artificial intelligence, including inference - and / or training logic 915 in 9A and 9B , contains.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die 3D-Pipeline 3112 Festfunktionslogik und programmierbare Logik, um ein oder mehrere Shader-Programme, wie etwa Vertex-Shader, Geometrie-Shader, Pixel-Shader, Fragment-Shader, Rechen-Shader oder andere Shader-Programme, zu verarbeiten, indem Anweisungen verarbeitet und Ausführungs-Threads dem Grafikkernarray 3114 zugeteilt werden. In mindestens einer Ausführungsform stellt das Grafikkernarray 3114 einen einheitlichen Block von Ausführungsressourcen zur Verwendung beim Verarbeiten von Shader-Programmen bereit. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet eine Mehrzweck-Ausführungslogik (z. B. Ausführungseinheiten) innerhalb der Grafikkern(e) 3115A-3115B des Grafikkernarrays 3114 Unterstützung für verschiedene 3D-API-Shader-Sprachen und sie kann mehrere simultane Ausführungs-Threads ausführen, die mit mehreren Shadern assoziiert sind.In at least one embodiment, the 3D pipeline includes 3112 Fixed function logic and programmable logic to process one or more shader programs, such as vertex shaders, geometry shaders, pixel shaders, fragment shaders, arithmetic shaders or other shader programs, by processing instructions and execution threads the graphics core array 3114 be allocated. In at least one embodiment, the graphics core array represents 3114 provide a unified block of execution resources for use in processing shader programs. In at least one embodiment contains a multi-purpose execution logic (e.g. execution units) within the graphics core (s) 3115A-3115B of the graphics core array 3114 Support for various 3D API shader languages and it can execute multiple simultaneous execution threads associated with multiple shaders.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Grafikkernarray 3114 auch Ausführungslogik zum Durchführen von Medienfunktionen, wie etwa Video- und/oder Bildverarbeitung. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Ausführungseinheiten zusätzlich Universallogik, die so programmiert werden kann, dass sie zusätzlich zu Grafikverarbeitungsoperationen parallele Universalrechenoperationen durchführt.In at least one embodiment, the graphics core array includes 3114 also execution logic for performing media functions such as video and / or image processing. In at least one embodiment, the execution units additionally contain general-purpose logic which can be programmed in such a way that, in addition to graphics processing operations, it carries out parallel general-purpose arithmetic operations.
In mindestens einer Ausführungsform können Ausgabedaten, die durch Threads erzeugt werden, die auf dem Grafikkernarray 3114 ausgeführt werden, Daten in einem einheitlichen Rückgabepuffer (unified return buffer - URB) 3118 an Speicher ausgeben. In mindestens einer Ausführungsform kann der URB 3118 Daten für mehrere Threads speichern. In mindestens einer Ausführungsform kann der URB 3118 verwendet werden, um Daten zwischen unterschiedlichen Threads zu senden, die auf dem Grafikkernarray 3114 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der URB 3118 zusätzlich für die Synchronisation zwischen Threads auf dem Grafikkernarray 3114 und der Festfunktionslogik innerhalb der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3120 verwendet werden.In at least one embodiment, output data generated by threads running on the graphics core array 3114 executed, data in a unified return buffer (URB) 3118 output to memory. In at least one embodiment, the URB 3118 Store data for multiple threads. In at least one embodiment, the URB 3118 used to send data between different threads running on the graphics core array 3114 are executed. In at least one embodiment, the URB 3118 additionally for the synchronization between threads on the graphics core array 3114 and the fixed function logic within the shared function logic 3120 be used.
In mindestens einer Ausführungsform ist das Grafikkernarray 3114 skalierbar, sodass das Grafikkernarray 3114 eine variable Anzahl von Grafikkernen beinhaltet, die jeweils eine variable Anzahl von Ausführungseinheiten auf Grundlage eines angestrebten Leistungs- und Rechenleistungslevels der GPE 3110 aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform sind die Ausführungsressourcen dynamisch skalierbar, sodass die Ausführungsressourcen nach Bedarf aktiviert oder deaktiviert werden können.In at least one embodiment, the graphics core is an array 3114 scalable, so that the graphics core array 3114 contains a variable number of graphics cores, each of which has a variable number of execution units based on a target performance and computing power level of the GPE 3110 exhibit. In at least one embodiment, the execution resources are dynamically scalable so that the execution resources can be activated or deactivated as needed.
In mindestens einer Ausführungsform ist das Grafikkernarray 3114 an die gemeinsam genutzte Funktionslogik 3120 gekoppelt, die mehrere Ressourcen beinhaltet, die von den Grafikkernen in dem Grafikkernarray 3114 gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform sind die gemeinsam genutzten Funktionen, die durch die gemeinsam genutzte Funktionslogik 3120 durchgeführt werden, in Hardware-Logikeinheiten verkörpert, die eine spezialisierte Ergänzungsfunktionalität für das Grafikkernarray 3114 bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die gemeinsam genutzte Funktionslogik 3120 eine Abtastereinheit 3121, eine Mathematikeinheit 3122 und Logik 3123 zur Zwischen-Thread-Kommunikation (interthread communication - ITC), ist aber nicht darauf beschränkt. In mindestens einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Cache(s) 3125 in der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3120 enthalten oder an diese gekoppelt.In at least one embodiment, the graphics core is an array 3114 to the shared functional logic 3120 coupled that includes multiple resources used by the graphics cores in the graphics core array 3114 shared. In at least one embodiment, the shared functions are created by the shared functional logic 3120 are embodied in hardware logic units, which are a specialized supplementary functionality for the graphics core array 3114 provide. In at least one embodiment, the shared functional logic includes 3120 a scanner unit 3121 , a math unit 3122 and logic 3123 for inter-thread communication (ITC), but is not limited to this. In at least one embodiment, one or more cache (s) are 3125 in the shared functional logic 3120 contained or linked to them.
In mindestens einer Ausführungsform wird eine gemeinsam genutzte Funktion verwendet, falls die Nachfrage nach einer spezialisierten Funktion für die Aufnahme in das Grafikkernarray 3114 nicht ausreicht. In mindestens einer Ausführungsform wird eine einzelne Instanziierung einer spezialisierten Funktion in der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3120 verwendet und von anderen Ausführungsressourcen innerhalb des Grafikkernarrays 3114 gemeinsam genutzt. In mindestens einer Ausführungsform können spezifische gemeinsam genutzte Funktionen innerhalb der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3120, die durch das Grafikkernarray 3114 intensiv genutzt werden, in der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3416 innerhalb des Grafikkernarrays 3114 enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die gemeinsam genutzte Funktionslogik 3416 innerhalb des Grafikkernarrays 3114 einen Teil der oder die gesamte Logik innerhalb der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3120 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können alle Logikelemente innerhalb der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3120 innerhalb der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3126 des Grafikkernarrays 3114 dupliziert werden. In mindestens einer Ausführungsform ist die gemeinsam genutzte Funktionslogik 3120 zugunsten der gemeinsam genutzten Funktionslogik 3126 innerhalb des Grafikkernarrays 3114 ausgeschlossen.In at least one embodiment, a shared function is used if there is a demand for a specialized function for inclusion in the graphics core array 3114 not enough. In at least one embodiment, a single instantiation of a specialized function in the shared function logic 3120 used and by other execution resources within the graphics core array 3114 shared. In at least one embodiment, specific shared functions can be used within the shared function logic 3120 created by the graphics core array 3114 are used intensively in the jointly used functional logic 3416 within the graphics core array 3114 be included. In at least one embodiment, the shared functional logic 3416 within the graphics core array 3114 some or all of the logic within the shared functional logic 3120 include. In at least one embodiment, all logic elements within the shared functional logic 3120 within the shared functional logic 3126 of the graphics core array 3114 be duplicated. In at least one embodiment, the functional logic is shared 3120 in favor of the jointly used functional logic 3126 within the graphics core array 3114 locked out.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in den Grafikprozessor 3110 einbezogen sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Trainings- und/oder Inferenztechniken eine oder mehrere der in der 3D-Pipeline 3112 verkörperten ALUs, Grafikkern(e) 3115, gemeinsam genutzte Logik 3126, gemeinsam genutzte Logik 3120 oder andere Logik in 31 verwenden. Darüber hinaus können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Inferenz- und/oder Trainingsoperationen unter Verwendung von anderer Logik als der in 9A oder 9B veranschaulichten Logik durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Gewichtungsparameter in chipinternem oder chip externem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs des Grafikprozessors 3110 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 into the graphics processor 3110 be involved. For example, in at least one embodiment, the training and / or inference techniques described herein can be one or more of those in the 3-D pipeline 3112 embodied ALUs, graphics core (s) 3115 , shared logic 3126 , shared logic 3120 or other logic in 31 use. In addition, in at least one embodiment, the inference and / or training operations described herein can be performed using logic other than that in 9A or 9B logic illustrated. In at least one embodiment, weighting parameters can be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the graphics processor 3110 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
32 ist ein Blockdiagramm von Hardware-Logik eines Grafikprozessorkerns 3200 gemäß mindestens einer hierin beschriebenen Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessorkern 3200 in einem Grafikkernarray enthalten. In mindestens einer Ausführungsform kann es sich bei dem Grafikprozessorkern 3200, mitunter als Kernscheibe bezeichnet, um einen oder mehrere Grafikkerne innerhalb eines modularen Grafikprozessors handeln. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafikprozessorkern 3200 beispielhaft für eine Grafikkernscheibe und ein Grafikprozessor, wie hierin beschrieben, kann auf Grundlage der angestrebten Leistungs- und Rechenleistungshüllkurven mehrere Grafikkernscheiben beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Grafikkern 3200 einen Festfunktionsblock 3230 beinhalten, der mit mehreren Teilkernen 3201A-3201F gekoppelt ist, die auch als Teilscheiben bezeichnet werden und modulare Blöcke von Universal- und Festfunktionslogik beinhalten. 32 Figure 13 is a block diagram of hardware logic of a graphics processor core 3200 according to at least one embodiment described herein. In at least one embodiment, the graphics processing core is 3200 contained in a graphics core array. In at least one embodiment, it can be the graphics processor core 3200 , sometimes referred to as a core disk, are one or more graphics cores within a modular graphics processor. In at least one embodiment, the graphics processing core is 3200 exemplary of a graphics core slice and a graphics processor, as described herein, may include multiple graphics core slices based on the desired performance and computing power envelopes. In at least one embodiment, each graphics core can 3200 a fixed function block 3230 include, the one with several partial cores 3201A-3201F is coupled, which are also referred to as sub-slices and contain modular blocks of universal and fixed function logic.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Festfunktionsblock 3230 eine Geometrie- und Festfunktionspipeline 3236, die von allen Teilkernen in dem Grafikprozessor 3200 gemeinsam genutzt werden kann, zum Beispiel in Implementationen mit Grafikprozessoren mit niedrigerer Rechenleistung und/oder niedrigerer Leistung. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Geometrie- und Festfunktionspipeline 3236 eine 3D-Festfunktionspipeline, eine Video-Frontend-Einheit, einen Thread-Erzeuger und Thread-Zuteiler sowie einen Verwalter für einheitlichen Rückgabepuffer, der einheitlichen Rückgabepuffer verwaltet.In at least one embodiment, the fixed function block includes 3230 a geometry and fixed functions pipeline 3236 by all partial cores in the graphics processor 3200 can be shared, for example in implementations with graphics processors with lower processing power and / or lower power. In at least one embodiment, the geometry and fixed function pipeline includes 3236 a 3D fixed-function pipeline, a video front-end unit, a thread producer and thread arbiter, and a unified return buffer manager who manages unified return buffers.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Festfunktionsblock 3230 auch eine Grafik-SoC-Schnittstelle 3237, einen Grafik-Mikrocontroller 3238 und eine Medienpipeline 3239. In mindestens einer Ausführungsform stellt die Grafik-SoC-Schnittstelle 3237 eine Schnittstelle zwischen dem Grafikkern 3200 und anderen Prozessorkernen innerhalb einer integrierten Schaltung als System auf einem Chip bereit. In mindestens einer Ausführungsform ist der Grafik-Mikrocontroller 3238 ein programmierbarer Teilprozessor, der so konfiguriert werden kann, dass er verschiedene Funktionen des Grafikprozessors 3200 verwaltet, einschließlich Thread-Zuteilung, -Planung und -Präemption. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Medienpipeline 3239 Logik zum Erleichtern der Decodierung, Codierung, Vorverarbeitung und/oder Nachverarbeitung von Multimedia-Daten, einschließlich Bild- und Videodaten. In mindestens einer Ausführungsform implementiert die Medienpipeline 3239 Medienoperationen über Anforderungen an Rechen- oder Abtastlogik innerhalb der Teilkerne 3201A-3201F.In at least one embodiment, the fixed function block includes 3230 also a graphics SoC interface 3237 , a graphics microcontroller 3238 and a media pipeline 3239 . In at least one embodiment, the graphics SoC provides the interface 3237 an interface between the graphics core 3200 and other processor cores within an integrated circuit as a system on a chip. In at least one embodiment, the graphics microcontroller is 3238 a programmable sub-processor that can be configured to perform various functions of the graphics processor 3200 managed, including thread allocation, scheduling and preemption. In at least one embodiment, the media pipeline includes 3239 Logic to facilitate decoding, encoding, preprocessing and / or post-processing of multimedia data, including image and video data. In at least one embodiment, implements the media pipeline 3239 Media operations via requirements for computing or scanning logic within the sub-cores 3201A-3201F .
In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht die SoC-Schnittstelle 3237 es dem Grafikkern 3200, mit Universal-Anwendungsprozessorkernen (z. B. CPUs) und/oder anderen Komponenten innerhalb eines SoC zu kommunizieren, einschließlich Speicherhierarchieelementen, wie etwa einem gemeinsam genutzten Last-Level-Cache-Speicher, System-RAM und/oder eingebettetem chipinternem oder gehäuseinternem DRAM. In mindestens einer Ausführungsform kann die SoC-Schnittstelle 3237 auch Kommunikation mit Festfunktionsvorrichtungen innerhalb eines SoC ermöglichen, wie etwa Kamera-Bildgebungspipelines, und sie ermöglicht die Verwendung von globalem atomarem Speicher und/oder implementiert diesen, der von dem Grafikkern 3200 und den CPUs innerhalb eines SoCs gemeinsam genutzt werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die Grafik-SoC-Schnittstelle 3237 auch Leistungsverwaltungssteuerelemente für den Grafikprozessorkern 3200 implementieren und eine Schnittstelle zwischen einer Taktdomäne des Grafikprozessorkerns 3200 und anderen Taktdomänen innerhalb eines SoC ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform ermöglicht die SoC-Schnittstelle 3237 den Empfang von Befehlspuffern von einem Befehls-Streamer und einem globalen Thread-Zuteiler, die so konfiguriert sind, dass sie jedem von einem oder mehreren Grafikkernen innerhalb eines Grafikprozessors Befehle und Anweisungen bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform können Befehle und Anweisungen der Medienpipeline 3239 zugeteilt werden, wenn Medienoperationen durchgeführt werden sollen, oder einer Geometrie- und Festfunktionspipeline (z. B. der Geometrie- und Festfunktionspipeline 3236 und/oder der Geometrie- und Festfunktionspipeline 3214), wenn Grafikverarbeitungsoperationen durchgeführt werden sollen.In at least one embodiment, the SoC enables interface 3237 it to the graphics core 3200 to communicate with general purpose application processor cores (e.g. CPUs) and / or other components within a SoC, including memory hierarchy elements such as a shared last-level cache memory, system RAM, and / or embedded on-chip or in-package DRAM . In at least one embodiment, the SoC interface can 3237 also enable communication with fixed function devices within a SoC, such as camera imaging pipelines, and allow the use of and / or implement global atomic memory used by the graphics core 3200 and the CPUs can be shared within a SoC. In at least one embodiment, the graphics SoC interface can 3237 also power management controls for the graphics processor core 3200 and implement an interface between a clock domain of the graphics processor core 3200 and other clock domains within a SoC. In at least one embodiment, the SoC enables interface 3237 receiving command buffers from a command streamer and global thread arbiter configured to provide commands and instructions to each of one or more graphics cores within a graphics processor. In at least one embodiment, media pipeline commands and instructions 3239 if media operations are to be performed, or to a geometry and fixed function pipeline (e.g. the geometry and fixed function pipeline 3236 and / or the geometry and fixed functions pipeline 3214 ) when graphics processing operations are to be performed.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Mikrocontroller 3238 so konfiguriert sein, dass er verschiedene Planungs- und Verwaltungs-Tasks für den Grafikkern 3200 durchführt. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Mikrocontroller 3238 die Planung der Grafik- und/oder Rechenarbeitslast auf verschiedenen Grafikparallel-Engines innerhalb der Arrays 3202A-3202F, 3204A-3204F der Ausführungseinheiten (execution unit - EU) innerhalb der Teilkerne 3201A-3201F durchführen. In mindestens einer Ausführungsform kann Host-Software, die auf einem CPU-Kern eines SoC, einschließlich des Grafikkerns 3200, ausgeführt wird, Arbeitslasten an einen von mehreren Grafikprozessorpfaden absenden, der eine Planungsoperation auf einer zweckmäßigen Grafik-Engine aufruft. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Planungsoperationen das Bestimmen, welche Arbeitslast als Nächstes laufen soll, das Absenden einer Arbeitslast an einen Befehls-Streamer, das Vorwegnehmen bestehender Arbeitslasten, die auf einer Engine laufen, das Überwachen des Fortschritts einer Arbeitslast und das Benachrichtigen der Host-Software, wenn eine Arbeitslast abgeschlossen ist. In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafik-Mikrocontroller 3238 auch Zustände mit niedriger Leistung oder inaktive Zustände für den Grafikkern 3200 erleichtern, wobei dem Grafikkern 3200 eine Fähigkeit bereitgestellt wird, Register innerhalb des Grafikkerns 3200 über Zustandsübergänge mit niedriger Leistung unabhängig von einem Betriebssystem und/oder einer Grafiktreiber-Software auf einem System zu sichern und wiederherzustellen.In at least one embodiment, the graphics microcontroller can 3238 be configured to perform various planning and management tasks for the graphics core 3200 performs. In at least one embodiment, the graphics microcontroller can 3238 the planning of the graphics and / or computation workload on different graphics parallel engines within the arrays 3202A-3202F , 3204A-3204F of the execution units (EU) within the sub-cores 3201A-3201F execute. In at least one embodiment, host software may run on a CPU core of a SoC, including the graphics core 3200 , is running, submitting workloads to one of several GPU paths that include a Scheduling operation calls on an appropriate graphics engine. In at least one embodiment, the planning operations include determining what workload to run next, posting a workload to a command streamer, anticipating existing workloads running on an engine, monitoring the progress of a workload, and notifying the host Software when a workload is complete. In at least one embodiment, the graphics microcontroller can 3238 also states with low power or inactive states for the graphics core 3200 facilitate, taking the graphics core 3200 a capability is provided to register within the graphics core 3200 to back up and restore over state transitions with low performance independent of an operating system and / or graphics driver software on a system.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Grafikkern 3200 mehr oder weniger als die veranschaulichten Teilkerne 3201A-3201F aufweisen, bis zu N modulare Teilkerne. Für jeden Satz von N Teilkernen kann der Grafikkern 3200 in mindestens einer Ausführungsform auch gemeinsam genutzte Funktionslogik 3210, gemeinsam genutzten und/oder Cache-Speicher 3212, eine Geometrie-/Festfunktionspipeline 3214 sowie zusätzliche Festfunktionslogik 3216 zum Beschleunigen verschiedener Grafik- und Rechenverarbeitungsoperationen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann die gemeinsam genutzte Funktionslogik 3210 Logikeinheiten (z. B. Abtaster-, Mathematik- und/oder Zwischen-Thread-Kommunikationslogik) beinhalten, die von N Teilkernen innerhalb des Grafikkerns 3200 gemeinsam genutzt werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann der gemeinsam genutzte und/oder Cache-Speicher 3212 Last-Level-Cache für N Teilkerne 3201A-3201F innerhalb des Grafikkerns 3200 sein und auch als gemeinsam genutzter Speicher dienen, auf den mehrere Teilkerne zugreifen können. In mindestens einer Ausftihrungsform kann die Geometrie-/Festfunktionspipeline 3214 anstelle der Geometrie-/Festfunktionspipeline 3236 innerhalb des Festfunktionsblocks 3230 enthalten sein und ähnliche Logikeinheiten beinhalten.In at least one embodiment, the graphics core 3200 more or less than the illustrated partial cores 3201A-3201F have up to N modular partial cores. For each set of N sub-kernels, the graphics kernel can 3200 in at least one embodiment also shared functional logic 3210 , shared and / or cache memory 3212 , a geometry / fixed function pipeline 3214 as well as additional fixed function logic 3216 to speed up various graphics and arithmetic processing operations. In at least one embodiment, the shared functional logic 3210 Logic units (e.g. scanner, math and / or inter-thread communication logic) include those of N sub-cores within the graphics core 3200 can be used together. In at least one embodiment, the shared and / or cache memory 3212 Last level cache for N partial cores 3201A-3201F within the graphics core 3200 and also serve as shared storage that can be accessed by multiple sub-cores. In at least one embodiment, the geometry / fixed function pipeline 3214 instead of the geometry / fixed functions pipeline 3236 within the fixed function block 3230 be included and contain similar logic units.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Grafikkern 3200 zusätzliche Festfunktionslogik 3216, die verschiedene Festfunktionsbeschleunigungslogik zur Verwendung durch den Grafikkern 3200 beinhalten kann. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die zusätzliche Festfunktionslogik 3216 eine zusätzliche Geometriepipeline für die Verwendung beim Shading von nur der Position. Beim Shading von nur der Position existieren mindestens zwei Geometriepipelines, wohingegen eine vollständige Geometriepipeline innerhalb der Geometrie- und Festfunktionspipelines 3214, 3236 und eine Culling-Pipeline, die eine zusätzliche Geometriepipeline ist, die innerhalb der zusätzlichen Festfunktionslogik 3216 enthalten sein kann. In mindestens einer Ausführungsform ist eine Culling-Pipeline eine abgespeckte Version einer vollständigen Geometriepipeline. In mindestens einer Ausführungsform können eine vollständige Pipeline und eine Culling-Pipeline unterschiedliche Instanzen einer Anwendung ausführen, wobei jede Instanz einen separaten Kontext aufweist. In mindestens einer Ausführungsform kann das Shading von nur der Position lange Culling-Läufe von verworfenen Dreiecken verbergen, sodass ermöglicht wird, dass das Shading in einigen Fällen früher abgeschlossen wird. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform die Culling-Pipeline-Logik innerhalb der zusätzlichen Festfunktionslogik 3216 Positions-Shader parallel zu einer Hauptanwendung ausführen und sie erzeugt im Allgemeinen kritische Ergebnisse schneller als eine vollständige Pipeline, da eine Culling-Pipeline Positionsattribute von Vertices abruft und schattiert, ohne Rasterung und Rendering von Pixeln in einem Bildspeicher durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Culling-Pipeline erzeugte kritische Ergebnisse verwenden, um Sichtbarkeitsinformationen für alle Dreiecke zu berechnen, ohne Rücksicht darauf, ob diese Dreiecke Culling unterzogen werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine vollständige Pipeline (die in diesem Fall als Wiederholungspipeline bezeichnet werden kann) Sichtbarkeitsinformationen verbrauchen, um Culling unterzogene Dreiecke zu überspringen, um nur sichtbare Dreiecke zu schattieren, die schließlich an eine Rasterungsphase übergeben werden.In at least one embodiment, the graphics core includes 3200 additional fixed function logic 3216 , the various fixed function acceleration logic for use by the graphics core 3200 may include. In at least one embodiment, the includes additional fixed function logic 3216 an additional geometry pipeline for use in shading from position only. When shading from position only, there are at least two geometry pipelines, whereas a complete geometry pipeline within the geometry and fixed function pipelines 3214 , 3236 and a culling pipeline, which is an additional geometry pipeline that is within the additional fixed function logic 3216 may be included. In at least one embodiment, a culling pipeline is a stripped-down version of a full geometry pipeline. In at least one embodiment, a full pipeline and a culling pipeline can run different instances of an application, with each instance having a separate context. In at least one embodiment, the shading of position only can hide long runs of culling of discarded triangles, thereby allowing the shading to complete earlier in some cases. For example, in at least one embodiment, the culling pipeline logic may be within the additional fixed function logic 3216 Run position shaders in parallel with a main application and it generally produces critical results faster than a full pipeline because a culling pipeline retrieves and shades position attributes of vertices without rasterizing and rendering pixels in an image buffer. In at least one embodiment, a culling pipeline may use generated critical results to compute visibility information for all triangles, regardless of whether those triangles are being culled. In at least one embodiment, a full pipeline (which in this case can be referred to as a repeating pipeline) may consume visibility information to skip culled triangles to only shade visible triangles that will eventually be passed on to a screening phase.
In mindestens einer Ausführungsform kann die zusätzliche Festfunktionslogik 3216 auch Logik zur Beschleunigung des maschinellen Lernens wie etwa Festfunktions-Matrixmultiplikationslogik für Implementationen beinhalten, die Optimierungen für das Training oder das Inferenzieren des maschinellen Lernens beinhalten.In at least one embodiment, the additional fixed function logic 3216 also include machine learning accelerator logic such as fixed function matrix multiplication logic for implementations that include machine learning optimizations or inferencing machine learning.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder Grafikteilkern 3201A-3201F einen Satz von Ausführungsressourcen, die verwendet werden können, um Grafik-, Medien- und Rechenoperationen als Reaktion auf Anforderungen durch Grafikpipeline-, Medienpipeline- oder Shader-Programme durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Grafikteilkerne 3201A-3201F mehrere EU-Arrays 3202A-3202F, 3204A-3204F, Logik 3203A-3203F zur Thread-Zuteilung und Zwischen-Thread-Kommunikation (thread dispatch/inter-thread communication - TD/IC), einen 3D- (z. B. Textur-) Abtaster 3205A-3205F, einen Medienabtaster 3206A-3206F, einen Shader-Prozessor 3207A-3207F und gemeinsam genutzten lokalen Speicher (shared local memory - SLM) 3208A-3208F. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die EU-Arrays 3202A-3202F, 3204A-3204F jeweils mehrere Ausführungseinheiten, bei denen es sich um Universal-Grafikverarbeitungseinheiten handelt, die dazu in der Lage sind, Gleitkomma- und Integer-/Festkomma-Logikoperationen im Dienste einer Grafik-, Medien- oder Rechenoperation, einschließlich Grafik-, Medien- oder Rechen-Shader-Programmen, durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform führt die TD/IC-Logik 3203A-3203F lokale Thread-Zuteilungs- und Thread-Steueroperationen für Ausführungseinheiten innerhalb eines Teilkerns aus und sie erleichtert die Kommunikation zwischen Threads, die auf Ausführungseinheiten eines Teilkerns ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die 3D-Abtaster 3205A-3205F Textur- oder andere mit 3D-Grafik verwandte Daten in Speicher lesen. In mindestens einer Ausführungsform können die 3D-Abtaster Texturdaten auf Grundlage eines konfigurierten Abtastzustands und eines Texturformats, das mit einer gegebenen Textur assoziiert ist, unterschiedlich lesen. In mindestens einer Ausführungsform können die Medienabtaster 3206A-3206F ähnliche Leseoperationen auf Grundlage eines Typs und Formats, die mit den Mediendaten assoziiert sind, durchführen. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Grafikteilkern 3201A-3201F alternativ einen einheitlichen 3D-Abtaster und Medienabtaster beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Threads, die auf Ausführungseinheiten innerhalb jedes der Teilkerne 3201A-3201F ausgeführt werden, den gemeinsam genutzten lokalen Speicher 3208A-3208F innerhalb jedes Teilkerns verwenden, um es Threads, die innerhalb einer Thread-Gruppe ausgeführt werden, zu ermöglichen, unter Verwendung eines gemeinsamen Pools von chipinternem Speicher ausgeführt zu werden.In at least one embodiment, each includes graphics sub-core 3201A-3201F a set of execution resources that can be used to perform graphics, media, and computational operations in response to requests from graphics pipeline, media pipeline, or shader programs. In at least one embodiment, the graphics sub-cores include 3201A-3201F several EU Arrays 3202A-3202F , 3204A-3204F , Logic 3203A-3203F for thread allocation and inter-thread communication (thread dispatch / inter-thread communication - TD / IC), a 3D (e.g. texture) scanner 3205A-3205F , a media scanner 3206A-3206F , a shader processor 3207A-3207F and shared local memory (SLM) 3208A-3208F . In at least one embodiment, the include EU arrays 3202A-3202F , 3204A-3204F Several execution units each, which are universal graphics processing units that are capable of performing floating point and integer / fixed point logic operations in the service of a graphics, media or arithmetic operation, including graphics, media or arithmetic Shader programs. In at least one embodiment, the TD / IC logic performs 3203A-3203F local thread arbitration and thread control operations for execution units within a sub-core and it facilitates communication between threads executing on execution units of a sub-core. In at least one embodiment, the 3D scanner 3205A-3205F Read texture or other data related to 3D graphics into memory. In at least one embodiment, the 3-D scanners may read texture data differently based on a configured scan state and a texture format associated with a given texture. In at least one embodiment, the media scanners 3206A-3206F perform similar read operations based on a type and format associated with the media data. In at least one embodiment, each graphics sub-core can be 3201A-3201F alternatively contain a uniform 3D scanner and media scanner. In at least one embodiment, threads referring to execution units within each of the sub-cores 3201A-3201F running on the shared local storage 3208A-3208F within each sub-core to allow threads running within a thread group to run using a shared pool of on-chip memory.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in den Grafikprozessor 3210 einbezogen sein. Zum Beispiel können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Trainings- und/oder Inferenztechniken eine oder mehrere der in einer 3D-Pipeline verkörperten ALUs, den Grafik-Mikrocontroller 3238, die Geometrie- und Festfunktionspipeline 3214 und 3236 oder andere Logik in 32 verwenden. Darüber hinaus können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Inferenz- und/oder Trainingsoperationen unter Verwendung von anderer Logik als der in 9A oder 9B veranschaulichten Logik durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Gewichtungsparameter in chipinternem oder chip externem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs des Grafikprozessors 3200 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 into the graphics processor 3210 be involved. For example, in at least one embodiment, the training and / or inference techniques described herein can include one or more of the ALUs embodied in a 3D pipeline, the graphics microcontroller 3238 , the Geometry and Fixed Function Pipeline 3214 and 3236 or other logic in 32 use. In addition, in at least one embodiment, the inference and / or training operations described herein can be performed using logic other than that in 9A or 9B logic illustrated. In at least one embodiment, weighting parameters can be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the graphics processor 3200 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
33A-33B veranschaulichen Thread-Ausführungslogik 3300, die ein Array von Verarbeitungselementen eines Grafikprozessorkerns beinhaltet, gemäß mindestens einer Ausführungsform. 33A veranschaulicht mindestens eine Ausführungsform, in der die Thread-Ausführungslogik 3300 verwendet wird. 33B veranschaulicht beispielhafte interne Details einer Grafikausführungseinheit 3308 gemäß mindestens einer Ausführungsform. 33A-33B illustrate thread execution logic 3300 that includes an array of processing elements of a graphics processor core, according to at least one embodiment. 33A illustrates at least one embodiment in which the thread execution logic 3300 is used. 33B illustrates exemplary internal details of a graphics execution unit 3308 according to at least one embodiment.
Wie in 33A veranschaulicht, beinhaltet die Thread-Ausführungslogik 3300 in mindestens einer Ausführungsform einen Shader-Prozessor 3302, einen Thread-Zuteiler 3304, einen Anweisungs-Cache 3306, ein skalierbares Ausführungseinheitenarray einschließlich einer Vielzahl von Ausführungseinheiten 3307A-3307N und 3308A-3308N, einen Abtaster 3310, einen Daten-Cache 3312 und einen Datenport 3314. In mindestens einer Ausführungsform kann ein skalierbares Ausführungseinheitenarray dynamisch skalieren, indem eine oder mehrere Ausführungseinheiten (z. B. beliebige der Ausführungseinheiten 3308A-N oder 3307A-N) zum Beispiel auf Grundlage von Rechenanforderungen einer Arbeitslast aktiviert oder deaktiviert werden. In mindestens einer Ausführungsform sind die skalierbaren Ausführungseinheiten über eine Zusammenschaltungsstruktur zusammengeschaltet, die mit jeder Ausführungseinheit verknüpft ist. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Thread-Ausführungslogik 3300 eine oder mehrere Verbindungen mit Speicher, wie etwa Systemspeicher oder Cache-Speicher, durch eines oder mehrere des Anweisungs-Caches 3306, des Datenports 3314, des Abtasters 3310 und der Ausführungseinheiten 3307 oder 3308. In mindestens einer Ausführungsform ist jede Ausführungseinheit (z. B. 3307A) eine eigenständige programmierbare Universalrecheneinheit, die dazu in der Lage ist, mehrere simultane Hardware-Threads auszuführen, während mehrere Datenelemente parallel für jeden Thread verarbeitet werden. In mindestens einer Ausführungsform ist das Array der Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308 so skalierbar, dass es eine beliebige Anzahl einzelner Ausführungseinheiten beinhaltet.As in 33A illustrates the thread execution logic 3300 in at least one embodiment, a shader processor 3302 , a thread arbiter 3304 , an instruction cache 3306 , a scalable execution unit array including a variety of execution units 3307A-3307N and 3308A-3308N , a scanner 3310 , a data cache 3312 and a data port 3314 . In at least one embodiment, a scalable execution unit array may dynamically scale by adding one or more execution units (e.g., any of the execution units 3308A-N or 3307A-N ) can be activated or deactivated based on a workload's compute requirements, for example. In at least one embodiment, the scalable execution units are interconnected via an interconnection structure that is linked to each execution unit. In at least one embodiment, the thread includes execution logic 3300 one or more connections to memory, such as system memory or cache memory, through one or more of the instruction cache 3306 , the data port 3314 , the scanner 3310 and the execution units 3307 or 3308 . In at least one embodiment, each execution unit (e.g. 3307A ) an independent programmable universal computing unit that is able to execute several simultaneous hardware threads while several data elements are processed in parallel for each thread. In at least one embodiment, the array is the execution units 3307 and or 3308 scalable so that it contains any number of individual execution units.
In mindestens einer Ausführungsform werden die Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308 hauptsächlich zum Ausführen von Shader-Programmen verwendet. In mindestens einer Ausführungsform kann der Shader-Prozessor 3302 verschiedene Shader-Programme verarbeiten und mit den Shader-Programmen assoziierte Ausführungs-Threads über einen Thread-Zuteiler 3304 zuteilen. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Thread-Zuteiler 3304 Logik zum Vermitteln von Thread-Initiierungsanforderungen von Grafik- und Medienpipelines und zum Instanziieren angeforderter Threads auf einer oder mehreren Ausführungseinheiten in den Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform eine Geometriepipeline Vertex-, Tesselierungs- oder Geometrie-Shader der Thread-Ausführungslogik zum Verarbeiten zuteilen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Thread-Zuteiler 3304 auch Laufzeit-Thread-Erzeugungsanforderungen von ausführenden Shader-Programmen verarbeiten.In at least one embodiment, the execution units 3307 and or 3308 mainly used to run shader programs. In at least one embodiment, the shader processor 3302 process different shader programs and with the shader programs associated threads of execution through a thread arbiter 3304 to share. In at least one embodiment, the thread arbiter includes 3304 Logic for brokering thread initiation requests from graphics and media pipelines and instantiating requested threads on one or more execution units in the execution units 3307 and or 3308 . For example, in at least one embodiment, a geometry pipeline may dispatch vertex, tessellation, or geometry shaders to the thread execution logic for processing. In at least one embodiment, the thread arbiter may 3304 also process runtime thread creation requests from executing shader programs.
In mindestens einer Ausführungsform unterstützen die Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308 einen Anweisungssatz, der systemeigene Unterstützung für viele Standard-3D-Grafik-Shader-Anweisungen beinhaltet, sodass Shader-Programme aus Grafikbibliotheken (z. B. Direct 3D und OpenGL) mit einer minimalen Übersetzung ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform unterstützen die Ausführungseinheiten Vertex- und Geometrieverarbeitung (z. B. Vertexprogramme, Geometrieprogramme und/oder Vertex-Shader), Pixelverarbeitung (z. B. Pixel-Shader, Fragment-Shader) und Universalverarbeitung (z. B. Rechen- und Medien-Shader). In mindestens einer Ausführungsform ist jede der Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308, die eine oder mehrere arithmetisch-logische Einheiten (ALUs) beinhalten, zur Multi-Issue-Single-Instruction-Multiple-Data-(SIMD-)Ausführung in der Lage und der Mehr-Thread-Betrieb ermöglicht eine effiziente Ausführungsumgebung trotz Speicherzugriffen mit höherer Latenz. In mindestens einer Ausführungsform weist jeder Hardware-Thread innerhalb jeder Ausführungseinheit eine dedizierte Registerbank mit hoher Bandbreite und einen damit assoziierten unabhängigen Thread-Zustand auf. In mindestens einer Ausführungsform erfolgt die Ausführung mit mehreren Ausgaben pro Takt an Pipelines, die zu Integer- und Gleitkommaoperationen mit einfacher oder doppelter Genauigkeit, SIMD-Verzweigungsfähigkeit, logischen Operationen, transzendentalen Operationen und anderen sonstigen Operationen in der Lage sind. In mindestens einer Ausführungsform bewirkt die Abhängigkeitslogik innerhalb der Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308, dass ein wartender Thread schläft, während er auf Daten aus dem Speicher oder einer der gemeinsam genutzten Funktionen wartet, bis die angeforderten Daten zurückgegeben wurden. In mindestens einer Ausführungsform können, während ein wartender Thread schläft, Hardware-Ressourcen der Verarbeitung anderer Threads gewidmet werden. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform eine Ausführungseinheit während einer Verzögerung, die mit einer Vertex-Shader-Operation assoziiert ist, Operationen für einen Pixel-Shader, Fragment-Shader oder einen anderen Typ von Shader-Programm, einschließlich eines anderen Vertex-Shaders, durchführen.In at least one embodiment, the execution units support 3307 and or 3308 an instruction set that includes native support for many standard 3D graphics shader instructions so that shader programs from graphics libraries (such as Direct 3D and OpenGL) run with minimal translation. In at least one embodiment, the execution units support vertex and geometry processing (e.g. vertex programs, geometry programs and / or vertex shaders), pixel processing (e.g. pixel shaders, fragment shaders) and universal processing (e.g. computing and media shaders). In at least one embodiment, each of the execution units is 3307 and or 3308 , which contain one or more arithmetic-logic units (ALUs), capable of multi-issue-single-instruction-multiple-data (SIMD) execution and the multi-thread operation enables an efficient execution environment despite memory accesses with higher Latency. In at least one embodiment, each hardware thread within each execution unit has a dedicated high-bandwidth register bank and an independent thread state associated therewith. In at least one embodiment, multiple outputs per clock are executed on pipelines capable of single and double precision integer and floating point operations, SIMD branching ability, logical operations, transcendental operations, and other miscellaneous operations. In at least one embodiment, the dependency logic operates within the execution units 3307 and or 3308 that a waiting thread sleeps while it waits for data from memory or one of the shared functions until the requested data has been returned. In at least one embodiment, while a waiting thread is sleeping, hardware resources can be dedicated to processing other threads. For example, in at least one embodiment, an execution unit may perform operations on a pixel shader, fragment shader, or other type of shader program, including another vertex shader, during a delay associated with a vertex shader operation, execute.
In mindestens einer Ausführungsform arbeitet jede Ausführungseinheit in den Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308 an Arrays von Datenelementen. In mindestens einer Ausführungsform ist die Anzahl der Datenelemente eine „Ausführungsgröße“ oder die Anzahl der Kanäle für eine Anweisung. In mindestens einer Ausführungsform ist ein Ausführungskanal eine logische Ausführungseinheit für den Zugriff auf Datenelemente, die Maskierung und die Flusssteuerung innerhalb von Anweisungen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anzahl der Kanäle unabhängig von einer Anzahl der physischen arithmetisch-logischen Einheiten (ALUs) oder Gleitkommaeinheiten (FPUs) für einen konkreten Grafikprozessor sein. In mindestens einer Ausführungsform unterstützen die Ausführungseinheiten 3307 und/oder 3308 Integer- und Gleitkommadatentypen.In at least one embodiment, each execution unit operates in the execution units 3307 and or 3308 of arrays of data elements. In at least one embodiment, the number of data elements is an “execution quantity” or the number of channels for an instruction. In at least one embodiment, an execution channel is a logical execution unit for accessing data elements, masking, and flow control within instructions. In at least one embodiment, the number of channels can be independent of a number of physical arithmetic and logic units (ALUs) or floating point units (FPUs) for a specific graphics processor. In at least one embodiment, the execution units support 3307 and or 3308 Integer and floating point data types.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet ein Anweisungssatz einer Ausführungseinheit SIMD-Anweisungen. In mindestens einer Ausführungsform können verschiedene Datenelemente als gepackter Datentyp in einem Register gespeichert werden und die Ausführungseinheit verarbeitet verschiedene Elemente auf Grundlage der Datengröße der Elemente. Zum Beispiel werden in mindestens einer Ausführungsform beim Betreiben an einem 256 Bit breiten Vektor 256 Bit eines Vektors in einem Register gespeichert und eine Ausführungseinheit wird an einem Vektor als vier separate 64 Bit große gepackte Datenelemente (Datenelemente der Größe Vierfachwort (Quad-Word - QW)), acht separate 32 Bit große gepackte Datenelemente (Datenelemente der Größe Doppelwort (Double Word - DW)), sechzehn separate 16 Bit große gepackte Datenelemente (Datenelemente der Größe Wort (Word - W)) oder zweiunddreißig separate 8 Bit große Datenelemente (Datenelemente der Größe Byte (B)) betrieben. In mindestens einer Ausführungsform sind jedoch andere Vektorbreiten und Registergrößen möglich.In at least one embodiment, an instruction set of an execution unit contains SIMD instructions. In at least one embodiment, different data elements can be stored as a packed data type in a register and the execution unit processes different elements based on the data size of the elements. For example, in at least one embodiment, when operating on a 256-bit wide vector, 256 bits of a vector are stored in a register and an execution unit is stored on a vector as four separate 64-bit packed data elements (data elements of the size quad-word - QW). ), eight separate 32-bit packed data elements (data elements of the size double word (DW)), sixteen separate 16-bit packed data elements (data elements of the size of word (Word - W)) or thirty-two separate 8-bit data elements (data elements of the Size byte (B)) operated. In at least one embodiment, however, other vector widths and register sizes are possible.
In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere Ausführungseinheiten zu einer fusionierten Ausführungseinheit 3309A-3309N kombiniert werden, die Thread-Steuerlogik (3311A-3311N) aufweist, die fusionierten EUs gemeinsam ist, wie etwa die Ausführungseinheit 3307A, die mit der Ausführungseinheit 3308A zu der fusionierten Ausführungseinheit 3309A fusioniert wird. In mindestens einer Ausführungsform können mehrere EUs zu einer EU-Gruppe fusioniert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann jede EU in einer fusionierten EU-Gruppe so konfiguriert sein, dass sie einen separaten SIMD-Hardware-Thread ausführt, wobei eine Anzahl der EUs in einer fusionierten EU-Gruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen möglicherweise variiert. In mindestens einer Ausführungsform können verschiedene SIMD-Breiten pro EU durchgeführt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, SIMD8, SIMD16 und SIMD32. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jede fusionierte Grafikausführungseinheit 3309A-3309N mindestens zwei Ausführungseinheiten. Zum Beispiel beinhaltet in mindestens einer Ausführungsform die fusionierte Ausführungseinheit 3309A eine erste EU 3307A, eine zweite EU 3308A und Thread-Steuerlogik 3311A, die der ersten EU 3307A und der zweiten EU 3308A gemeinsam ist. In mindestens einer Ausführungsform steuert die Thread-Steuerlogik 3311A Threads, die auf der fusionierten Grafikausführungseinheit 3309A ausgeführt werden, sodass jede EU innerhalb der fusionierten Ausführungseinheiten 3309A-3309N unter Verwendung eines gemeinsamen Anweisungszeigerregisters ausgeführt werden kann.In at least one embodiment, one or more execution units can be merged into a merged execution unit 3309A-3309N combined, the thread control logic ( 3311A-3311N ) that is common to the merged ESs, such as the execution unit 3307A associated with the execution unit 3308A to the merged execution unit 3309A is merged. In at least one embodiment, several EUs can be merged into one EU group. In at least one embodiment, each EU in a merged EU group can be configured to execute a separate SIMD hardware thread, with a number of EUs in a merged EU group according to different Embodiments may vary. In at least one embodiment, different SIMD widths can be performed per EU including, but not limited to, SIMD8, SIMD16, and SIMD32. In at least one embodiment, each includes fused graphics execution units 3309A-3309N at least two execution units. For example, in at least one embodiment, includes the fused execution unit 3309A a first EU 3307A , a second EU 3308A and thread control logic 3311A that the first EU 3307A and the second EU 3308A is common. In at least one embodiment, the thread control logic controls 3311A Threads running on the merged graphics execution unit 3309A executed so that each ES within the merged execution units 3309A-3309N can be performed using a common instruction pointer register.
In mindestens einer Ausführungsform sind ein oder mehrere interne Anweisungs-Caches (z. B. 3306) in der Thread-Ausführungslogik 3300 enthalten, um Thread-Anweisungen für Ausführungseinheiten zwischenzuspeichern. In mindestens einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Daten-Caches (z. B. 3312) enthalten, um Thread-Daten während der Thread-Ausführung zwischenzuspeichern. In mindestens einer Ausführungsform ist ein Abtaster 3310 enthalten, um Texturabtastung für 3D-Operationen und Medienabtastung für Medienoperationen bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Abtaster 3310 eine spezialisierte Textur- oder Medienabtastfunktionalität, um Textur- oder Mediendaten während eines Abtastprozesses zu verarbeiten, bevor die abgetasteten Daten einer Ausführungseinheit bereitgestellt werden.In at least one embodiment, one or more internal instruction caches (e.g. 3306 ) in the thread execution logic 3300 to cache thread instructions for execution units. In at least one embodiment, one or more data caches (e.g. 3312 ) to cache thread data during thread execution. In at least one embodiment, is a scanner 3310 included to provide texture sensing for 3D operations and media sensing for media operations. In at least one embodiment, the scanner includes 3310 a specialized texture or media sampling functionality to process texture or media data during a sampling process before the sampled data is provided to an execution unit.
Während der Ausführung senden Grafik- und Medienpipelines in mindestens einer Ausführungsform Thread-Initiierungsanforderungen über die Thread-Erzeugungs- und -Zuteilungslogik an die Thread-Ausführungslogik 3300. In mindestens einer Ausführungsform wird, sobald eine Gruppe geometrischer Objekte verarbeitet und in Pixeldaten gerastert wurde, die Pixelprozessorlogik (z. B. Pixel-Shader-Logik, Fragment-Shader-Logik usw.) innerhalb des Shader-Prozessors 3302 aufgerufen, um Ausgabeinformationen weiter zu berechnen und zu veranlassen, dass die Ergebnisse in Ausgabeflächen (z. B. Farbpuffer, Tiefenpuffer, Schablonenpuffer usw.) geschrieben werden. In mindestens einer Ausführungsform berechnet ein Pixel-Shader oder Fragment-Shader die Werte verschiedener Vertexattribute, die über ein gerastertes Objekt interpoliert werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform führt die Pixelprozessorlogik innerhalb des Shader-Prozessors 3302 dann ein über eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) zugeführtes Pixel- oder Fragment-Shader-Programm aus. In mindestens einer Ausführungsform teilt der Shader-Prozessor 3302 zum Ausführen eines Shader-Programms Threads über den Thread-Zuteiler 3304 einer Ausführungseinheit (z. B. 3308A) zu. In mindestens einer Ausführungsform verwendet der Shader-Prozessor 3302 die Texturabtastlogik in dem Abtaster 3310, um auf Texturdaten in Texturkarten zuzugreifen, die in Speicher gespeichert sind. In mindestens einer Ausführungsform werden durch arithmetische Operationen an Texturdaten und eingegebenen Geometriedaten Pixelfarbdaten für jedes geometrische Fragment berechnet oder ein oder mehrere Pixel von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen.During execution, in at least one embodiment, graphics and media pipelines send thread initiation requests to thread execution logic through thread creation and dispatch logic 3300 . In at least one embodiment, once a group of geometric objects has been processed and rasterized into pixel data, the pixel processor logic (e.g., pixel shader logic, fragment shader logic, etc.) is resumed within the shader processor 3302 called to further compute output information and to cause the results to be written to output areas (e.g. color buffer, depth buffer, template buffer, etc.). In at least one embodiment, a pixel shader or fragment shader calculates the values of various vertex attributes that are to be interpolated over a rasterized object. In at least one embodiment, the pixel processor logic runs within the shader processor 3302 then execute a pixel or fragment shader program supplied via an application programming interface (API). In at least one embodiment, the shader processor shares 3302 for executing a shader program threads via the thread arbiter 3304 an execution unit (e.g. 3308A ) to. In at least one embodiment, the shader uses a processor 3302 the texture sampling logic in the scanner 3310 to access texture data in texture maps stored in memory. In at least one embodiment, arithmetic operations on texture data and input geometry data are used to calculate pixel color data for each geometrical fragment or to exclude one or more pixels from further processing.
In mindestens einer Ausführungsform stellt der Datenport 3314 einen Speicherzugriffsmechanismus für die Thread-Ausführungslogik 3300 bereit, um verarbeitete Daten zur weiteren Verarbeitung an einer Grafikprozessor-Ausgabepipeline an Speicher auszugeben. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der Datenport 3314 einen oder mehrere Cache-Speicher (z. B. den Daten-Cache 3312) oder ist an diesen gekoppelt, um Daten für den Speicherzugriff über einen Datenport zwischenzuspeichern.In at least one embodiment, the data port 3314 a memory access mechanism for the thread execution logic 3300 ready to output processed data to memory for further processing on a graphics processor output pipeline. In at least one embodiment, the data port includes 3314 one or more cache memories (e.g. the data cache 3312 ) or is coupled to this in order to temporarily store data for memory access via a data port.
Wie in 33B veranschaulicht, kann eine Grafikausführungseinheit 3308 in mindestens einer Ausführungsform eine Anweisungsabrufeinheit 3337, ein Array von allgemeinen Registerbänken (general register file - GRF) 3324, ein Array von architektonischen Registerbänken (architectural register file - ARF) 3326, einen Thread-Vermittler 3322, eine Sendeeinheit 3330, eine Verzweigungseinheit 3332, einen Satz SIMD-Gleitkommaeinheiten (FPUs) 3334 und einen Satz dedizierter Integer-SIMD-ALUs 3335 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die GRF 3324 und die ARF 3326 einen Satz allgemeiner Registerbänke und Architekturregisterbänke, die mit jedem simultanen Hardware-Thread assoziiert sind, der in der Grafikausführungseinheit 3308 aktiv sein kann. In mindestens einer Ausführungsform wird der architektonische Zustand pro Thread in der ARF 3326 verwaltet, während die während der Thread-Ausführung verwendeten Daten in der GRF 3324 gespeichert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Ausführungszustand jedes Threads, einschließlich der Anweisungszeiger für jeden Thread, in Thread-spezifischen Registern in der ARF 3326 aufbewahrt werden.As in 33B illustrates, a graphics execution unit 3308 in at least one embodiment, an instruction fetch unit 3337 , an array of general register files (GRF) 3324 , an array of architectural register files (ARF) 3326 , a thread mediator 3322 , a transmitter unit 3330 , a branch unit 3332 , a set of SIMD floating point units (FPUs) 3334 and a set of dedicated integer SIMD ALUs 3335 include. In at least one embodiment, the GRF include 3324 and the ARF 3326 a set of general register banks and architectural register banks associated with each simultaneous hardware thread running in the graphics execution unit 3308 can be active. In at least one embodiment, the architectural state is per thread in the ARF 3326 managed while the data used during thread execution is in the GRF 3324 get saved. In at least one embodiment, the execution state of each thread, including the instruction pointers for each thread, can be stored in thread-specific registers in the ARF 3326 be kept.
In mindestens einer Ausführungsform weist die Grafikausführungseinheit 3308 eine Architektur auf, die eine Kombination aus simultanem Multi-Threading (Simultaneous Multi-Threading - SMT) und feinkörnigem verschachteltem Multi-Threading (Interleaved Multi-Threading - IMT) ist. In mindestens einer Ausführungsform weist die Architektur eine modulare Konfiguration auf, die zur Ausgestaltungszeit auf Grundlage einer Zielanzahl von simultanen Threads und Anzahl von Registern pro Ausführungseinheit fein abgestimmt werden kann, wobei die Ressourcen der Ausführungseinheit auf die Logik aufgeteilt werden, die zum Ausführen mehrerer simultaner Threads verwendet wird.In at least one embodiment, the graphics execution unit 3308 adopts an architecture that is a combination of simultaneous multi-threading (SMT) and fine-grained interleaved multi-threading (IMT). In at least one embodiment, the architecture has a modular configuration that is based on a Target number of simultaneous threads and number of registers per execution unit can be fine-tuned, dividing the resources of the execution unit among the logic used to execute multiple simultaneous threads.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Grafikausführungseinheit 3308 mehrere Anweisungen gleichzeitig ausgeben, die jeweils unterschiedliche Anweisungen sein können. In mindestens einer Ausführungsform kann der Thread-Vermittler 3322 des Grafikausführungseinheits-Threads 3308 Anweisungen einer der Sendeeinheit 3330, der Verzweigungseinheit 3332 oder der SIMD-FPU(s) 3334 zur Ausführung zuteilen. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder Ausführungs-Thread auf 128 Universalregister innerhalb der GRF 3324 zugreifen, wobei jedes Register 32 Byte speichern kann, die als SIMD-8-Elementvektor von 32-Bit-Datenelementen zugänglich sind. In mindestens einer Ausführungsform weist jeder Thread der Ausführungseinheit Zugriff auf 4 Kilobyte innerhalb der GRF 3324 auf, obwohl Ausführungsformen nicht derart beschränkt sind und in anderen Ausführungsformen mehr oder weniger Registerressourcen bereitgestellt sein können. In mindestens einer Ausführungsform können bis zu sieben Threads simultan ausgeführt werden, obwohl eine Anzahl der Threads pro Ausführungseinheit gemäß Ausführungsformen auch variieren kann. In mindestens einer Ausführungsform, in der sieben Threads auf 4 Kilobyte zugreifen können, kann die GRF 3324 insgesamt 28 Kilobyte speichern. In mindestens einer Ausführungsform können flexible Adressierungsmodi erlauben, dass Register zusammen adressiert werden, um effektiv breitere Register zu bilden oder um geschichtete rechteckige Blockdatenstrukturen darzustellen.In at least one embodiment, the graphics execution unit 3308 Output multiple statements at the same time, each of which can be a different statement. In at least one embodiment, the thread broker 3322 of the graphics execution unit thread 3308 Instructions from one of the transmitter units 3330 , the branching unit 3332 or the SIMD-FPU (s) 3334 allot for execution. In at least one embodiment, each thread of execution can access 128 general purpose registers within the GRF 3324 each register can store 32 bytes, which are accessible as SIMD-8 element vector of 32-bit data elements. In at least one embodiment, each thread of the execution unit has access to 4 kilobytes within the GRF 3324 although embodiments are not so limited and more or fewer register resources may be provided in other embodiments. In at least one embodiment, up to seven threads can be executed simultaneously, although a number of threads per execution unit can also vary according to embodiments. In at least one embodiment where seven threads can access 4 kilobytes, the GRF 3324 save a total of 28 kilobytes. In at least one embodiment, flexible addressing modes may allow registers to be addressed together to effectively form wider registers or to represent layered rectangular block data structures.
In mindestens einer Ausführungsform werden Speicheroperationen, Abtasteroperationen und andere Systemkommunikation mit längerer Latenz über „Sende“-Anweisungen zugeteilt, die durch Nachrichtenweitergabe an die Sendeeinheit 3330 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform werden Verzweigungsanweisungen der Verzweigungseinheit 3332 zugeteilt, um SIMD-Divergenz und schließlich -Konvergenz zu erleichtern.In at least one embodiment, memory operations, scanner operations, and other longer latency system communications are dispatched via "send" instructions that are accomplished by message passing to the sending unit 3330 are executed. In at least one embodiment, branch instructions are used by the branch unit 3332 allocated to facilitate SIMD divergence and ultimately convergence.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Grafikausführungseinheit 3308 eine oder mehrere SIMD-Gleitkommaeinheiten (FPU(s)) 3334 zum Durchführen von Gleitkommaoperationen. In mindestens einer Ausführungsform unterstützen die FPU(s) 3334 auch Integerberechnung. In mindestens einer Ausführungsform können die FPU(s) 3334 bis zu einer Anzahl von M 32-Bit-Gleitkomma- (oder -Integer-) Operationen über SIMD ausführen oder bis zu 2M 16-Bit-Integer- oder 16-Bit-Gleitkommaoperationen über SIMD ausführen. In mindestens einer Ausführungsform stellt mindestens eine FPU erweiterte mathematische Fähigkeiten bereit, um transzendentale mathematische Funktionen mit hohem Durchsatz und 64-Bit-Gleitkomma mit doppelter Genauigkeit zu unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform ist auch ein Satz von 8-Bit-Integer-SIMD-ALUs 3335 vorhanden, der spezifisch zum Durchführen von Operationen, die mit Berechnungen für maschinelles Lernen assoziiert sind, optimiert sein kann.In at least one embodiment, the graphics execution unit includes 3308 one or more SIMD floating point units (FPU (s)) 3334 for performing floating point operations. In at least one embodiment, the FPU (s) support 3334 also integer calculation. In at least one embodiment, the FPU (s) can 3334 Execute up to a number of M 32-bit floating point (or integer) operations via SIMD or execute up to 2M 16-bit integer or 16-bit floating point operations via SIMD. In at least one embodiment, at least one FPU provides advanced math capabilities to support high-throughput, 64-bit, double-precision, 64-bit floating point math functions. Also in at least one embodiment is a set of 8-bit integer SIMD ALUs 3335 that may be specifically optimized to perform operations associated with machine learning computations.
In mindestens einer Ausführungsform können Arrays von mehreren Instanzen der Grafikausführungseinheit 3308 in einer Grafikteilkern-Gruppierung (z. B. einer Teilscheibe) instanziiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die Ausführungseinheit 3308 Anweisungen über eine Vielzahl von Ausführungskanälen hinweg ausführen. In mindestens einer Ausführungsform wird jeder Thread, der auf der Grafikausführungseinheit 3308 ausgeführt wird, auf einem anderen Kanal ausgeführt.In at least one embodiment, arrays of multiple instances of the graphics execution unit 3308 instantiated in a graphics split core grouping (e.g. a partial slice). In at least one embodiment, the execution unit 3308 Execute instructions across a variety of execution channels. In at least one embodiment, each thread running on the graphics execution unit 3308 is running, running on a different channel.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Abschnitte der oder die gesamte Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 in die Thread-Ausführungslogik 3300 einbezogen sein. Darüber hinaus können in mindestens einer Ausführungsform die hierin beschriebenen Inferenz- und/oder Trainingsoperationen unter Verwendung von anderer Logik als der in 9A oder 9B veranschaulichten Logik durchgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Gewichtungsparameter in chipinternem oder chip externem Speicher und/oder in Registern (gezeigt oder nicht gezeigt) gespeichert werden, die ALUs der Thread-Ausführungslogik 3300 konfigurieren, um eine(n) oder mehrere hierin beschriebene Algorithmen des maschinellen Lernens, neuronale Netzarchitekturen, Anwendungsfälle oder Trainingstechniken durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, portions of the or all of the inference and / or training logic 915 into the thread execution logic 3300 be involved. In addition, in at least one embodiment, the inference and / or training operations described herein can be performed using logic other than that in 9A or 9B logic illustrated. In at least one embodiment, weighting parameters may be stored in on-chip or off-chip memory and / or in registers (shown or not shown), the ALUs of the thread execution logic 3300 Configure to perform one or more machine learning algorithms, neural network architectures, use cases, or training techniques described herein.
34 veranschaulicht eine Parallelverarbeitungseinheit („PPU“) 3400 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 mit maschinenlesbarem Code konfiguriert, der bei Ausführung durch die PPU 3400 die PPU 3400 dazu veranlasst, einige oder alle der in dieser gesamten Offenbarung beschriebenen Prozesse und Techniken durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 ein Multi-Thread-Prozessor, der auf einer oder mehreren Vorrichtungen mit integrierter Schaltung implementiert ist und der Multi-Threading als Technik zur Latenzverbergung nutzt, die dazu ausgestaltet ist, computerlesbare Anweisungen (auch als maschinenlesbare Anweisungen oder einfach Anweisungen bezeichnet) auf mehreren Threads parallel zu verarbeiten. In mindestens einer Ausführungsform bezieht sich ein Thread auf einen Ausführungs-Thread und er ist eine Instanziierung eines Satzes von Anweisungen, der dazu konfiguriert ist, durch die PPU 3400 ausgeführt zu werden. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 eine Grafikverarbeitungseinheit („GPU“), die so konfiguriert ist, dass sie eine Grafik-Rendering-Pipeline zum Verarbeiten dreidimensionaler („3D“) Grafikdaten implementiert, um zweidimensionale („2D“) Bilddaten zur Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung, wie etwa einer Vorrichtung mit Flüssigkristallanzeige („LCD“), zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform wird die PPU 3400 genutzt, um Berechnungen, wie etwa lineare Algebraoperationen und Operationen des maschinellen Lernens, durchzuführen. 34 veranschaulicht ein Beispiel für einen Parallelprozessor, der nur zu Veranschaulichungszwecken dient und als nicht einschränkendes Beispiel für Prozessorarchitekturen ausgelegt werden sollte, die innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung in Betracht gezogen werden, und dass ein beliebiger geeigneter Prozessor zur Ergänzung und/oder als Ersatz für diesen eingesetzt werden kann. 34 illustrates a parallel processing unit ("PPU") 3400 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the PPU is 3400 configured with machine readable code which when executed by the PPU 3400 the PPU 3400 caused to perform some or all of the processes and techniques described throughout this disclosure. In at least one embodiment, the PPU is 3400 a multi-threaded processor running on one or more devices with Integrated circuit is implemented and uses multi-threading as a technique for concealing latency, which is designed to process computer-readable instructions (also referred to as machine-readable instructions or simply instructions) on multiple threads in parallel. In at least one embodiment, a thread refers to an execution thread and is an instantiation of a set of instructions configured to do so by the PPU 3400 to be executed. In at least one embodiment, the PPU is 3400 a graphics processing unit ("GPU") configured to implement a graphics rendering pipeline for processing three-dimensional ("3D") graphics data to produce two-dimensional ("2D") image data for display on a display device, such as a device with liquid crystal display ("LCD"). In at least one embodiment, the PPU 3400 used to perform computations such as linear algebra operations and machine learning operations. 34 Fig. 10 illustrates an example of a parallel processor that is for illustrative purposes only and should be construed as a non-limiting example of processor architectures contemplated within the scope of this disclosure and that any suitable processor may be used to supplement and / or replace it can be.
In mindestens einer Ausführungsform sind eine oder mehrere PPUs 3400 so konfiguriert, dass sie Anwendungen für Hochleistungsrechnen (High Performance Computing - „HPC“), für ein Rechenzentrum und für maschinelles Lernen beschleunigen. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 so konfiguriert, dass sie Deep-Learning-Systeme und -Anwendungen beschleunigt, einschließlich der folgenden nicht einschränkenden Beispiele: Plattformen für autonome Fahrzeuge, Deep Learning, Sprach-, Bild- und Texterkennungssysteme mit hoher Genauigkeit, intelligente Videoanalytik, Molekularsimulationen, Arzneimittelforschung, Krankheitsdiagnose, Wettervorhersage, Big-Data-Analytik, Astronomie, Molekulardynamiksimulation, Finanzmodellierung, Robotik, Fabrikautomatisierung, Echtzeit-Sprachübersetzung, Online-Suchoptimierungen und personalisierte Benutzerempfehlungen und mehr.In at least one embodiment, there are one or more PPUs 3400 configured to accelerate high performance computing ("HPC"), data center, and machine learning applications. In at least one embodiment, the PPU is 3400 configured to accelerate deep learning systems and applications, including the following non-limiting examples: autonomous vehicle platforms, deep learning, high accuracy voice, image and text recognition systems, intelligent video analytics, molecular simulations, drug discovery, disease diagnosis, Weather forecast, big data analytics, astronomy, molecular dynamics simulation, financial modeling, robotics, factory automation, real-time voice translation, online search optimization and personalized user recommendations, and more.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die PPU 3400 ohne Einschränkung eine Eingabe/Ausgabe-(„E/A“-)Einheit 3406, eine Frontend-Einheit 3410, eine Planer-Einheit 3412, eine Arbeitsverteilungseinheit 3414, einen Hub 3416, eine Kreuzschiene (crossbar - „XBar“) 3420, einen oder mehrere Universalverarbeitungscluster („GPCs“) 3418 und eine oder mehrere Partitionseinheiten („Speicherpartitionseinheiten“) 3422. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 mit einem Host-Prozessor oder anderen PPUs 3400 über eine oder mehrere Hochgeschwindigkeits-GPU-Zusammenschaltungen („GPU-Zusammenschaltungen“) 3408 verbunden. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 über einen Systembus 3402 mit einem Host-Prozessor oder anderen Peripherievorrichtungen verbunden. In mindestens einer Ausführungsform ist die PPU 3400 mit einem lokalen Speicher verbunden, der eine oder mehrere Speichervorrichtungen („Speicher“) 3404 umfasst. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Speichervorrichtungen 3404 ohne Einschränkung eine oder mehrere Vorrichtungen mit dynamischem Direktzugriffsspeicher („DRAM“). In mindestens einer Ausführungsform sind eine oder mehrere DRAM-Vorrichtungen als Teilsysteme mit Speicher mit hoher Bandbreite („HBM“) konfiguriert und/oder konfigurierbar, wobei mehrere DRAM-Dies innerhalb jeder Vorrichtung gestapelt sind.In at least one embodiment, the PPU includes 3400 an input / output ("I / O") unit without restriction 3406 , a front-end unit 3410 , a planning unit 3412 , a labor distribution unit 3414 , a hub 3416 , a crossbar (crossbar - "XBar") 3420 , one or more General Purpose Processing Clusters ("GPCs") 3418 and one or more partition units ("storage partition units") 3422 . In at least one embodiment, the PPU is 3400 with a host processor or other PPUs 3400 via one or more high-speed GPU interconnections ("GPU interconnections") 3408 connected. In at least one embodiment, the PPU is 3400 via a system bus 3402 connected to a host processor or other peripheral devices. In at least one embodiment, the PPU is 3400 connected to local storage that includes one or more storage devices ("Storage") 3404 includes. In at least one embodiment, the include storage devices 3404 one or more dynamic random access memory ("DRAM") devices, without limitation. In at least one embodiment, one or more DRAM devices are configured and / or configurable as high bandwidth memory subsystems ("HBM"), with multiple DRAM dies stacked within each device.
In mindestens einer Ausführungsform kann sich die Hochgeschwindigkeits-GPU-Zusammenschaltung 3408 auf eine drahtbasierte mehrspurige Kommunikationsverknüpfung beziehen, die durch Systeme zum Skalieren verwendet wird und eine oder mehrere PPUs 3400 in Kombination mit einer oder mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten („CPUs“) beinhaltet und die Cache-Kohärenz zwischen PPUs 3400 und CPUs sowie CPU-Mastering unterstützt. In mindestens einer Ausführungsform werden Daten und/oder Befehle durch die Hochgeschwindigkeits-GPU-Zusammenschaltung 3408 über den Hub 3416 zu/von anderen Einheiten der PPU 3400 übertragen, wie etwa einer/einem oder mehreren Kopier-Engines, Videocodierern, Videodecodierern, Leistungsverwaltungseinheiten und anderen Komponenten, die in 34 möglicherweise nicht explizit veranschaulicht sind.In at least one embodiment, the high speed GPU interconnect can 3408 refer to a wire-based multi-lane communications link used by systems for scaling and one or more PPUs 3400 in combination with one or more central processing units ("CPUs") and cache coherence between PPUs 3400 and CPUs as well as CPU mastering supported. In at least one embodiment, data and / or commands are passed through the high speed GPU interconnection 3408 over the hub 3416 to / from other units of the PPU 3400 such as one or more copy engines, video encoders, video decoders, power management units and other components included in 34 may not be explicitly illustrated.
In mindestens einer Ausführungsform ist die E/A-Einheit 3406 so konfiguriert, dass sie Kommunikation (z. B. Befehle, Daten) von einem Host-Prozessor (in 34 nicht veranschaulicht) über den Systembus 3402 überträgt und empfängt. In mindestens einer Ausführungsform kommuniziert die E/A-Einheit 3406 mit dem Host-Prozessor direkt über den Systembus 3402 oder durch eine oder mehrere Zwischenvorrichtungen wie etwa eine Speicherbrücke. In mindestens einer Ausführungsform kann die E/A-Einheit 3406 über den Systembus 3402 mit einem oder mehreren anderen Prozessoren kommunizieren, wie etwa einer oder mehreren der PPUs 3400. In mindestens einer Ausführungsform implementiert die E/A-Einheit 3406 eine Peripheral-Component-Interconnect-Express-(„PCIe“-)Schnittstelle für die Kommunikation über einen PCIe-Bus. In mindestens einer Ausführungsform implementiert die E/A-Einheit 3406 Schnittstellen zum Kommunizieren mit externen Vorrichtungen.In at least one embodiment, the I / O device is 3406 configured to allow communication (e.g. commands, data) from a host processor (in 34 not illustrated) via the system bus 3402 transmits and receives. In at least one embodiment, the I / O device is communicating 3406 with the host processor directly via the system bus 3402 or through one or more intermediate devices such as a storage bridge. In at least one embodiment, the I / O device can 3406 via the system bus 3402 communicate with one or more other processors, such as one or more of the PPUs 3400 . In at least one embodiment, implements the I / O device 3406 a Peripheral Component Interconnect Express ("PCIe") interface for communication over a PCIe bus. In at least one embodiment, implements the I / O device 3406 Interfaces for communicating with external devices.
In mindestens einer Ausführungsform decodiert die E/A-Einheit 3406 über den Systembus 3402 empfangene Pakete. In mindestens einer Ausführungsform stellen mindestens einige Pakete Befehle dar, die so konfiguriert sind, dass sie die PPU 3400 dazu veranlassen, verschiedene Operationen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform überträgt die E/A-Einheit 3406 decodierte Befehle an verschiedene andere Einheiten der PPU 3400, wie durch Befehle vorgegeben. In mindestens einer Ausführungsform werden Befehle an die Frontend-Einheit 3410 übertragen und/oder an den Hub 3416 oder andere Einheiten der PPU 3400 übertragen, wie etwa eine oder mehrere Kopier-Engines, einen Videocodierer, einen Videodecodierer, eine Leistungsverwaltungseinheit usw. (in 34 nicht explizit veranschaulicht). In mindestens einer Ausführungsform ist die E/A-Einheit 3406 so konfiguriert, dass sie Kommunikation zwischen und unter verschiedenen logischen Einheiten der PPU 3400 routet.In at least one embodiment, the I / O device decodes 3406 via the system bus 3402 received packets. In at least one embodiment, at least some packets represent commands that are configured to run the PPU 3400 cause various operations to be performed. In at least one embodiment, the I / O device is transmitting 3406 decoded commands to various other units of the PPU 3400 as dictated by commands. In at least one embodiment, commands are sent to the front-end unit 3410 transferred and / or to the hub 3416 or other units of the PPU 3400 such as one or more copy engines, a video encoder, a video decoder, a power management unit, etc. (in 34 not explicitly illustrated). In at least one embodiment, the I / O device is 3406 configured to allow communication between and among different logical units of the PPU 3400 routes.
In mindestens einer Ausführungsform codiert ein durch den Host-Prozessor ausgeführtes Programm einen Befehlsstrom in einem Puffer, der der PPU 3400 Arbeitslasten zur Verarbeitung bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform umfasst eine Arbeitslast Anweisungen und Daten, die durch diese Anweisungen verarbeitet werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform ist ein Puffer eine Region in einem Speicher, auf die sowohl ein Host-Prozessor als auch die PPU 3400 zugreifen können (z. B. Lesen/Schreiben) - eine Host-Schnittstelleneinheit kann so konfiguriert sein, dass sie auf diesen Puffer in einem Systemspeicher, der mit dem Systembus 3402 verbunden ist, über Speicheranforderungen zugreift, die über den Systembus 3402 durch die E/A-Einheit 3406 übertragen werden. In mindestens einer Ausführungsform schreibt ein Host-Prozessor einen Befehlsstrom in einen Puffer und überträgt dann einen Zeiger für einen Start eines Befehlsstroms an die PPU 3400, sodass die Frontend-Einheit 3410 Zeiger für einen oder mehrere Befehlsströme empfängt und einen oder mehrere Befehlsströme verwaltet, indem sie Befehle aus Befehlsströmen liest und Befehle an verschiedene Einheiten der PPU 3400 weiterleitet.In at least one embodiment, a program executed by the host processor encodes a stream of instructions in a buffer called the PPU 3400 Provision workloads for processing. In at least one embodiment, a workload includes instructions and data to be processed by those instructions. In at least one embodiment, a buffer is a region in memory shared by both a host processor and the PPU 3400 access (e.g. read / write) - a host interface unit can be configured to access this buffer in system memory associated with the system bus 3402 is connected, accesses memory requests that are made over the system bus 3402 through the I / O base 3406 be transmitted. In at least one embodiment, a host processor writes an instruction stream to a buffer and then transmits a pointer to the PPU for a start of an instruction stream 3400 so that the front-end unit 3410 Receives pointers for one or more instruction streams and manages one or more instruction streams by reading instructions from instruction streams and instructions to various units of the PPU 3400 forwards.
In mindestens einer Ausführungsform ist die Frontend-Einheit 3410 an die Planer-Einheit 3412 gekoppelt, die verschiedene GPCs 3418 zum Verarbeiten von Tasks konfiguriert, die durch einen oder mehrere Befehlsströme definiert sind. In mindestens einer Ausführungsform ist die Planer-Einheit 3412 so konfiguriert, dass sie Zustandsinformationen in Bezug auf verschiedene durch die Planer-Einheit 3412 verwaltete Tasks verfolgt, wobei die Zustandsinformationen angeben können, welchem der GPCs 3418 ein Task zugeordnet ist, ob der Task aktiv oder inaktiv ist, welcher Prioritätslevel mit dem Task assoziiert ist, und so weiter. In mindestens einer Ausführungsform verwaltet die Planer-Einheit 3412 die Ausführung einer Vielzahl von Tasks auf einem oder mehreren GPCs 3418.In at least one embodiment, the front-end unit is 3410 to the planning unit 3412 coupled to the different GPCs 3418 configured to process tasks defined by one or more instruction streams. In at least one embodiment, the planning unit is 3412 configured to provide status information related to various by the scheduler unit 3412 tracked managed tasks, with the status information indicating which of the GPCs 3418 a task is assigned, whether the task is active or inactive, what priority level is associated with the task, and so on. In at least one embodiment, the planner unit manages 3412 the execution of a large number of tasks on one or more GPCs 3418 .
In mindestens einer Ausführungsform ist die Planer-Einheit 3412 an die Arbeitsverteilungseinheit 3414 gekoppelt, die so konfiguriert ist, dass sie Tasks zur Ausführung auf den GPCs 3418 zuteilt. In mindestens einer Ausführungsform verfolgt die Arbeitsverteilungseinheit 3414 eine Anzahl geplanter Tasks nach, die von der Planer-Einheit 3412 empfangen wurde, und die Arbeitsverteilungseinheit 3414 verwaltet einen Pool ausstehender Tasks und einen Pool aktiver Tasks für jeden der GPCs 3418. In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Pool ausstehender Tasks eine Anzahl von Schlitzen (z. B. 32 Schlitze), die Tasks enthalten, die zur Verarbeitung durch einen konkreten GPC 3418 zugeordnet sind; ein Pool aktiver Tasks kann eine Anzahl von Schlitzen (z. B. 4 Schlitze) für Tasks umfassen, die aktiv durch die GPCs 3418 verarbeitet werden, sodass, wenn einer der GPCs 3418 die Ausführung eines Tasks abschließt, dieser Task aus diesem Pool aktiver Tasks für den GPC 3418 entfernt wird und ein anderer Task aus einem Pool ausstehender Tasks ausgewählt und zur Ausführung auf dem GPC 3418 eingeplant wird. Falls ein aktiver Task auf dem GPC 3418 inaktiv ist, wie etwa, während er darauf wartet, dass eine Datenabhängigkeit aufgelöst wird, dann wird in mindestens einer Ausführungsform dieser aktive Task aus dem GPC 3418 entfernt und in diesen Pool ausstehender Tasks zurückgeführt, während ein anderer Task in diesem Pool ausstehender Tasks ausgewählt und zur Ausführung auf dem GPC 3418 eingeplant wird.In at least one embodiment, the planning unit is 3412 to the work distribution unit 3414 coupled that is configured to run tasks on the GPCs 3418 allocates. In at least one embodiment, the work distribution unit tracks 3414 a number of scheduled tasks performed by the scheduler unit 3412 received, and the work distribution unit 3414 maintains a pool of pending tasks and a pool of active tasks for each of the GPCs 3418 . In at least one embodiment, the pending task pool comprises a number of slots (e.g., 32 slots) that contain tasks that are to be processed by a particular GPC 3418 assigned; an active task pool may include a number of slots (e.g. 4 slots) for tasks that are active by the GPCs 3418 processed so if one of the GPCs 3418 completes the execution of a task, this task from this pool of active tasks for the GPC 3418 is removed and another task is selected from a pool of outstanding tasks and executed on the GPC 3418 is scheduled. If there is an active task on the GPC 3418 is inactive, such as while waiting for a data dependency to be resolved, then in at least one embodiment that active task becomes from the GPC 3418 removed and returned to this pending task pool, while another task in this pending task pool is selected and run on the GPC 3418 is scheduled.
In mindestens einer Ausführungsform kommuniziert die Arbeitsverteilungseinheit 3414 mit einem oder mehreren GPCs 3418 über die XBar 3420. In mindestens einer Ausführungsform ist die XBar 3420 ein Zusammenschaltungsnetz, das viele Einheiten der PPU 3400 an andere Einheiten der PPU 3400 koppelt und dazu konfiguriert sein kann, die Arbeitsverteilungseinheit 3414 an einen konkreten GPC 3418 zu koppeln. In mindestens einer Ausführungsform können auch eine oder mehrere andere Einheiten der PPU 3400 über den Hub 3416 mit der XBar 3420 verbunden sein.In at least one embodiment, the work distribution unit communicates 3414 with one or more GPCs 3418 via the XBar 3420 . In at least one embodiment, the XBar 3420 an interconnection network that includes many units of the PPU 3400 to other units of the PPU 3400 couples and can be configured to do this, the work distribution unit 3414 to a specific GPC 3418 to pair. In at least one embodiment, one or more other units of the PPU 3400 over the hub 3416 with the XBar 3420 be connected.
In mindestens einer Ausführungsform werden Tasks durch die Planer-Einheit 3412 verwaltet und durch die Arbeitsverteilungseinheit 3414 einem der GPCs 3418 zugeteilt. In mindestens einer Ausführungsform ist der GPC 3418 so konfiguriert, dass er einen Task verarbeitet und Ergebnisse erzeugt. In mindestens einer Ausführungsform können die Ergebnisse durch andere Tasks innerhalb des GPC 3418 verbraucht, über die XBar 3420 an einen anderen GPC 3418 geroutet oder in dem Speicher 3404 gespeichert werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Ergebnisse über die Partitionseinheiten 3422, die eine Speicherschnittstelle zum Lesen und Schreiben von Daten in den/aus dem Speicher 3404 implementieren, in den Speicher 3404 geschrieben werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Ergebnisse über die Hochgeschwindigkeits-GPU-Zusammenschaltung 3408 an eine andere PPU 3404 oder CPU übertragen werden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die PPU 3400 ohne Einschränkung eine Anzahl U von Partitionseinheiten 3422, die gleich einer Anzahl von separaten und unterschiedlichen Speichervorrichtungen 3404 ist, die an die PPU 3400 gekoppelt sind, wie hierin in Verbindung mit 36 detaillierter beschrieben.In at least one embodiment, tasks are carried out by the scheduler unit 3412 and managed by the Labor Distribution Unit 3414 one of the GPCs 3418 allocated. In at least one embodiment, the GPC is 3418 configured to process a task and produce results. In at least one embodiment, the results can be shared by other tasks within the GPC 3418 consumed over the XBar 3420 to another GPC 3418 routed or in memory 3404 get saved. In at least one embodiment, the results can be shared across the partition units 3422 , which is a memory interface for reading and writing data to / from memory 3404 implement into memory 3404 to be written. In at least one embodiment, the results can be delivered through the high speed GPU interconnection 3408 to another PPU 3404 or CPU. In at least one embodiment, the PPU includes 3400 without restriction a number U of partition units 3422 , which equals a number of separate and distinct storage devices 3404 is that to the PPU 3400 are coupled as herein in connection with 36 described in more detail.
In mindestens einer Ausführungsform führt ein Host-Prozessor einen Treiberkernel aus, der eine Anwendungsprogrammierschnittstelle („API“) implementiert, die es einer oder mehreren auf einem Host-Prozessor ausgeführten Anwendungen ermöglicht, Operationen zur Ausführung auf der PPU 3400 zu planen. In mindestens einer Ausführungsform werden mehrere Rechenanwendungen simultan durch die PPU 3400 ausgeführt und die PPU 3400 stellt Isolierung, Dienstgüte (quality of Service - „QoS“) und unabhängige Adressräume für mehrere Rechenanwendungen bereit. In mindestens einer Ausführungsform erzeugt eine Anwendung Anweisungen (z. B. in Form von API-Aufrufen), die einen Treiberkernel dazu veranlassen, einen oder mehrere Tasks zur Ausführung durch die PPU 3400 zu erzeugen, und dieser Treiberkernel gibt Tasks an einen oder mehrere Ströme aus, die durch die PPU 3400 verarbeitet werden. In mindestens einer Ausführungsform umfasst jeder Task eine oder mehrere Gruppen von verwandten Threads, die als Warp bezeichnet werden können. In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein Warp eine Vielzahl von verwandten Threads (z. B. 32 Threads), die parallel ausgeführt werden kann. In mindestens einer Ausführungsform können sich kooperierende Threads auf eine Vielzahl von Threads beziehen, die Anweisungen zum Durchführen von Tasks beinhalten und die Daten durch einen gemeinsam genutzten Speicher austauschen. In mindestens einer Ausführungsform werden Threads und kooperierende Threads in Verbindung mit 36 detaillierter beschrieben.In at least one embodiment, a host processor executes a driver kernel that implements an application programming interface (“API”) that enables one or more applications running on a host processor to operate on the PPU 3400 to plan. In at least one embodiment, multiple computing applications are run simultaneously by the PPU 3400 executed and the PPU 3400 provides isolation, quality of service ("QoS"), and independent address spaces for multiple computing applications. In at least one embodiment, an application generates instructions (e.g. in the form of API calls) that cause a driver kernel to set up one or more tasks for execution by the PPU 3400 , and this driver kernel outputs tasks to one or more streams passed through the PPU 3400 are processed. In at least one embodiment, each task comprises one or more groups of related threads, which can be referred to as a warp. In at least one embodiment, a warp comprises a plurality of related threads (e.g. 32 threads) that can be executed in parallel. In at least one embodiment, cooperating threads can refer to a plurality of threads that contain instructions for performing tasks and that exchange data through a shared memory. In at least one embodiment, threads and cooperating threads are associated with 36 described in more detail.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform wird der Deep-Leaming-Anwendungsprozessor verwendet, um ein Modell des maschinellen Lernens, wie etwa ein neuronales Netz, zu trainieren, um der PPU 3400 bereitgestellte Informationen vorherzusagen oder zu inferenzieren. In mindestens einer Ausführungsform wird der Deep-Leaming-Anwendungsprozessor 3400 verwendet, um Informationen auf Grundlage eines trainierten Modells des maschinellen Lernens (z. B. eines neuronalen Netzes) zu inferenzieren oder vorherzusagen, das durch einen anderen Prozessor oder ein anderes System oder durch die PPU 3400 trainiert wurde. In mindestens einer Ausführungsform kann die PPU 3400 verwendet werden, um einen oder mehrere der hierin beschriebenen Anwendungsfälle für neuronale Netze durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the deep leaming application processor is used to train a machine learning model, such as a neural network, to implement the PPU 3400 Predict or inference information provided. In at least one embodiment, the deep leaming application processor 3400 used to inference or predict information based on a trained machine learning model (e.g., a neural network), transmitted by another processor or system, or by the PPU 3400 was trained. In at least one embodiment, the PPU 3400 can be used to perform one or more of the neural network use cases described herein.
35 veranschaulicht einen Universalverarbeitungscluster („GPC“) 3500 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform handelt es sich bei dem GPC 3500 um den GPC 3418 aus 34. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder GPC 3500 ohne Einschränkung eine Anzahl von Hardware-Einheiten zum Verarbeiten von Tasks und beinhaltet jeder GPC 3500 ohne Einschränkung einen Pipelineverwalter 3502, eine Vor-Rasteroperationeneinheit (pre-raster operations unit - „preROP“) 3504, eine Raster-Engine 3508, eine Arbeitsverteilungskreuzschiene (work distribution crossbar - „WDX“) 3516, eine Speicherverwaltungseinheit („MMU“) 3518, einen oder mehrere Datenverarbeitungscluster (Data Processing Clusters - „DPCs“) 3506 und eine beliebige geeignete Kombination von Teilen. 35 illustrates a General Purpose Processing Cluster ("GPC") 3500 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, it is the GPC 3500 to the GPC 3418 out 34 . In at least one embodiment, each includes GPC 3500 without limitation, a number of hardware units for processing tasks and each includes GPC 3500 without limitation a pipeline manager 3502 , a pre-raster operations unit ("preROP") 3504 , a raster engine 3508 , a work distribution crossbar ("WDX") 3516 , a memory management unit ("MMU") 3518 , one or more data processing clusters ("DPCs") 3506 and any suitable combination of parts.
In mindestens einer Ausführungsform wird der Betrieb des GPC 3500 durch den Pipelineverwalter 3502 gesteuert. In mindestens einer Ausführungsform verwaltet der Pipelineverwalter 3502 die Konfiguration eines oder mehrerer DPCs 3506 für die Verarbeitung von Tasks, die dem GPC 3500 zugewiesen sind. In mindestens einer Ausführungsform konfiguriert der Pipelineverwalter 3502 mindestens einen von einem oder mehreren DPCs 3506 dazu, mindestens einen Abschnitt einer Grafik-Rendering-Pipeline zu implementieren. In mindestens einer Ausführungsform ist der DPC 3506 dazu konfiguriert, ein Vertex-Shader-Programm auf einem programmierbaren Streaming-Multiprozessor (streaming multi-processor - „SM“) 3514 auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform ist der Pipelineverwalter 3502 so konfiguriert, dass er die von einer Arbeitsverteilungseinheit empfangenen Pakete an zweckmäßige logische Einheiten innerhalb des GPC 3500 routet, und in mindestens einer Ausführungsform können einige Pakete an Festfunktions-Hardwareeinheiten in dem preROP 3504 und/oder der Raster-Engine 3508 geroutet werden, während andere Pakete zum Verarbeiten durch eine Primitiv-Engine 3512 oder den SM 3514 an die DPCs 3506 geroutet werden können. In mindestens einer Ausführungsform konfiguriert der Pipelineverwalter 3502 mindestens einen der DPCs 3506 zum Implementieren eines Modells eines neuronalen Netzes und/oder einer Rechenpipeline.In at least one embodiment, the operation of the GPC 3500 by the pipeline manager 3502 controlled. In at least one embodiment, the pipeline manager manages 3502 the configuration of one or more DPCs 3506 for processing tasks assigned to the GPC 3500 are assigned. In at least one embodiment, the pipeline manager configures 3502 at least one of one or more DPCs 3506 to implement at least a portion of a graphics rendering pipeline. In at least one embodiment, the DPC is 3506 configured to run a vertex shader program on a programmable streaming multiprocessor (streaming multi-processor - "SM") 3514 to execute. In at least one embodiment, the pipeline manager is 3502 configured to forward the packets received from a work distribution unit to appropriate logical units within the GPC 3500 routes, and in at least one embodiment, some packets may be sent to fixed function hardware units in the preROP 3504 and / or the raster engine 3508 while other packets are being routed for processing by a primitive engine 3512 or the SM 3514 to the DPCs 3506 can be routed. In at least one embodiment, the pipeline manager configures 3502 at least one of the DPCs 3506 for implementing a model of a neural network and / or a computation pipeline.
In mindestens einer Ausführungsform ist die preROP-Einheit 3504 so konfiguriert, dass sie in mindestens einer Ausführungsform die durch die Raster-Engine 3508 und die DPCs 3506 erzeugten Daten an eine Einheit für Rasteroperationen (Raster Operations - „ROP“) in der Partitionseinheit 3422 routet, die vorstehend in Verbindung mit 34 detaillierter beschrieben ist. In mindestens einer Ausführungsform ist die preROP-Einheit 3504 so konfiguriert, dass sie unter anderem Optimierungen für die Farbmischung durchführt, Pixelfarbdaten organisiert und Adressübersetzungen durchführt. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Raster-Engine 3508 ohne Einschränkung eine Anzahl von Festfunktions-Hardwareeinheiten, die so konfiguriert sind, dass sie verschiedene Rasteroperationen durchführen, und in mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Raster-Engine 3508 ohne Einschränkung eine Setup-Engine, eine Grobraster-Engine, eine Culling-Engine, eine Clipping-Engine, eine Feinraster-Engine, eine Kachelverschmelzungs-Engine und eine beliebige geeignete Kombination davon. In mindestens einer Ausführungsform empfängt die Setup-Engine transformierte Vertices und sie erzeugt Ebenengleichungen, die mit dem durch die Vertices definierten geometrischen Primitiv assoziiert sind; die Ebenengleichungen werden an eine Grobraster-Engine übertragen, um Abdeckungsinformationen (z. B. eine x-, y-Abdeckungsmaske für eine Kachel) für das Primitiv zu erzeugen; die Ausgabe einer Grobraster-Engine wird an eine Culling-Engine übertragen, in der Fragmente, die mit einem Primitiv assoziiert sind und einen z-Test nicht bestehen, Culling unterzogen werden und an eine Clipping-Engine übertragen werden, in der Fragmente, die außerhalb eines Sichtkegelstumpfes liegen, Clipping unterzogen werden. In mindestens einer Ausführungsform werden Fragmente, die das Clipping und Culling überstehen, an eine Feinraster-Engine übergeben, um Attribute für Pixelfragmente auf Grundlage von Ebenengleichungen zu erzeugen, die durch eine Setup-Engine erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform umfasst eine Ausgabe der Raster-Engine 3508 Fragmente, die durch eine beliebige geeignete Entität, wie etwa durch einen innerhalb des DPC 3506 implementierten Fragment-Shader, verarbeitet werden sollen.In at least one embodiment, the preROP unit is 3504 configured to, in at least one embodiment, be performed by the raster engine 3508 and the DPCs 3506 generated data to a unit for raster operations (Raster Operations - "ROP") in the partition unit 3422 routes used in connection with 34 is described in more detail. In at least one embodiment, the preROP unit is 3504 configured in such a way that, among other things, it performs optimizations for color mixing, organizes pixel color data and performs address translations. In at least one embodiment, includes the raster engine 3508 includes, without limitation, a number of fixed function hardware units configured to perform various raster operations, and in at least one embodiment includes the raster engine 3508 without limitation, a setup engine, a coarse grid engine, a culling engine, a clipping engine, a fine grid engine, a tile blending engine, and any suitable combination thereof. In at least one embodiment, the setup engine receives transformed vertices and generates plane equations associated with the geometric primitive defined by the vertices; the plane equations are passed to a coarse raster engine to generate coverage information (e.g., an x, y coverage mask for a tile) for the primitive; the output of a coarse raster engine is passed to a culling engine in which fragments associated with a primitive that fail a z-test are culled and passed to a clipping engine in which fragments that are outside of a truncated cone of vision are subjected to clipping. In at least one embodiment, fragments that survive clipping and culling are passed to a fine grid engine to generate attributes for pixel fragments based on plane equations generated by a setup engine. In at least one embodiment, an output comprises the raster engine 3508 Fragments submitted by any suitable entity, such as one within the DPC 3506 implemented fragment shaders are to be processed.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst jeder DPC 3506, der in dem GPC 3500 enthalten ist, ohne Einschränkung eine M-Pipe-Steuerung (M-Pipe Controller - „MPC“) 3510; die Primitiv-Engine 3512; einen oder mehrere SMs 3514 und eine beliebige geeignete Kombination davon. In mindestens einer Ausführungsform steuert die MPC 3510 den Betrieb des DPC 3506 und routet von dem Pipelineverwalter 3502 empfangene Pakete an die entsprechenden Einheiten in dem DPC 3506. In mindestens einer Ausführungsform werden Pakete, die mit einem Vertex assoziiert sind, an die Primitiv-Engine 3512 geroutet, die so konfiguriert ist, dass sie Vertexattribute, die mit einem Vertex assoziiert sind, aus dem Speicher abruft; im Gegensatz dazu können Pakete, die mit einem Shader-Programm assoziiert sind, an den SM 3514 übertragen werden.In at least one embodiment, each comprises DPC 3506 that is in the GPC 3500 is included, without restriction, an M-Pipe controller (M-Pipe Controller - "MPC") 3510 ; the primitive engine 3512 ; one or more SMs 3514 and any suitable combination thereof. In at least one embodiment, the MPC controls 3510 the operation of the DPC 3506 and routes from the pipeline manager 3502 received packets to the appropriate units in the DPC 3506 . In at least one embodiment, packets associated with a vertex are sent to the primitive engine 3512 routed configured to retrieve vertex attributes associated with a vertex from memory; In contrast, packets associated with a shader program can be sent to the SM 3514 be transmitted.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst der SM 3514 ohne Einschränkung einen programmierbaren Streaming-Prozessor, der so konfiguriert ist, dass er Tasks verarbeitet, die durch eine Anzahl von Threads dargestellt sind. In mindestens einer Ausführungsform weist der SM 3514 mehrere Threads auf und ist so konfiguriert, dass er eine Vielzahl von Threads (z. B. 32 Threads) aus einer konkreten Gruppe von Threads nebenläufig ausführt und eine Single-Instruction-Multiple-Data-(„SIMD“-)Architektur implementiert, bei der jeder Thread in einer Gruppe von Threads (z. B. ein Warp) so konfiguriert ist, dass er einen anderen Datensatz auf Grundlage des gleichen Anweisungssatzes verarbeitet. In mindestens einer Ausführungsform führen alle Threads in einer Gruppe von Threads einen gemeinsamen Satz von Anweisungen aus. In mindestens einer Ausführungsform implementiert der SM 3514 eine Single-Instruction-Multiple-Thread-(„SIMT“-)Architektur, bei der jeder Thread in einer Gruppe von Threads so konfiguriert ist, dass er einen anderen Datensatz auf Grundlage dieses gemeinsamen Anweisungssatzes verarbeitet, wobei jedoch zugelassen wird, dass die einzelnen Threads in einer Gruppe von Threads während der Ausführung divergieren. In mindestens einer Ausführungsform werden ein Programmzähler, ein Aufrufstapel und ein Ausführungszustand für jeden Warp beibehalten, wodurch Nebenläufigkeit zwischen Warps und serielle Ausführung innerhalb von Warps ermöglicht werden, wenn Threads innerhalb eines Warps divergieren. In einer anderen Ausführungsform werden ein Programmzähler, ein Aufrufstapel und ein Ausführungszustand für jeden einzelnen Thread beibehalten, wodurch gleichwertige Nebenläufigkeit zwischen allen Threads, innerhalb und zwischen Warps ermöglicht wird. In mindestens einer Ausführungsform wird der Ausführungszustand für jeden einzelnen Thread beibehalten und Threads, die gemeinsame Anweisungen ausführen, können zur besseren Effizienz konvergiert und parallel ausgeführt werden. Mindestens eine Ausführungsform des SM 3514 wird hierin detaillierter beschrieben.In at least one embodiment, the SM 3514 without limitation, a programmable streaming processor configured to process tasks represented by a number of threads. In at least one embodiment, the SM 3514 multiple threads and is configured so that it concurrently executes a large number of threads (e.g. 32 threads) from a specific group of threads and implements a single instruction multiple data ("SIMD") architecture which each thread in a group of threads (e.g. a warp) is configured to process a different record based on the same set of instructions. In at least one embodiment, all of the threads in a group of threads execute a common set of instructions. In at least one embodiment, the SM 3514 a Single Instruction Multiple Thread ("SIMT") architecture in which each thread in a group of threads is configured to process a different set of data based on that common set of instructions, but allowing each Threads in a group of threads diverge during execution. In at least one embodiment, a program counter, call stack, and execution state are maintained for each warp, thereby enabling concurrency between warps and serial execution within warps when threads diverge within a warp. In another embodiment, a program counter, a call stack, and an execution state are maintained for each individual thread, thereby enabling equivalent concurrency between all threads, within and between warps. In at least one embodiment, the execution state is maintained for each individual thread and threads executing common instructions can be converged and executed in parallel for better efficiency. At least one embodiment of the SM 3514 is described in more detail herein.
In mindestens einer Ausführungsform stellt die MMU 3518 eine Schnittstelle zwischen dem GPC 3500 und einer Speicherpartitionseinheit (z. B. der Partitionseinheit 3422 aus 34) bereit und stellt die MMU 3518 Übersetzung virtueller Adressen in physische Adressen, Speicherschutz und Vermittlung von Speicheranforderungen bereit. In mindestens einer Ausführungsform stellt die MMU 3518 einen oder mehrere Adressenübersetzungspuffer („TLBs“) zum Durchführen der Übersetzung von virtuellen Adressen in physische Adressen in Speicher bereit.In at least one embodiment, the MMU 3518 an interface between the GPC 3500 and a storage partition unit (e.g. the partition unit 3422 out 34 ) and provides the MMU 3518 Translation of virtual addresses to physical addresses, memory protection and mediation of memory requests ready. In at least one embodiment, the MMU 3518 one or more address translation buffers (“TLBs”) to perform the translation of virtual addresses to physical addresses in memory.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform wird der Deep-Leaming-Anwendungsprozessor verwendet, um ein Modell des maschinellen Lernens, wie etwa ein neuronales Netz, zu trainieren, um dem GPC 3500 bereitgestellte Informationen vorherzusagen oder zu inferenzieren. In mindestens einer Ausführungsform wird der GPC 3500 verwendet, um Informationen auf Grundlage eines trainierten Modells des maschinellen Lernens (z. B. eines neuronalen Netzes) zu inferenzieren oder vorherzusagen, das durch einen anderen Prozessor oder ein anderes System oder durch den GPC 3500 trainiert wurde. In mindestens einer Ausführungsform kann der GPC 3500 verwendet werden, um einen oder mehrere der hierin beschriebenen Anwendungsfälle für neuronale Netze durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the deep leaming application processor is used to train a machine learning model, such as a neural network, to use the GPC 3500 Predict or inference information provided. In at least one embodiment, the GPC 3500 used to inference or predict information based on a trained machine learning model (e.g., a neural network), transmitted by another processor or system, or by the GPC 3500 was trained. In at least one embodiment, the GPC 3500 can be used to perform one or more of the neural network use cases described herein.
36 veranschaulicht eine Speicherpartitionseinheit 3600 einer Parallelverarbeitungseinheit („PPU“) gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Speicherpartitionseinheit 3600 ohne Einschränkung eine Einheit 3602 für Rasteroperationen („ROP“), einen Level-Zwei-(„L2“-)Cache 3604, eine Speicherschnittstelle 3606 und eine beliebige geeignete Kombination davon. In mindestens einer Ausführungsform ist die Speicherschnittstelle 3606 an Speicher gekoppelt. In mindestens einer Ausführungsform kann die Speicherschnittstelle 3606 32-, 64-, 128-, 1024-Bit-Datenbusse oder dergleichen für die Hochgeschwindigkeitsdatenübermittlung implementieren. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die PPU U Speicherschnittstellen 3606, wobei U eine positive ganze Zahl ist, mit einer Speicherschnittstelle 3606 pro Paar von Partitionseinheiten 3600, wobei jedes Paar von Partitionseinheiten 3600 mit einer entsprechenden Speichervorrichtung verbunden ist. In mindestens einer Ausführungsform kann die PPU zum Beispiel mit bis zu Y Speichervorrichtungen verbunden sein, wie etwa mit Speicherstapeln mit hoher Bandbreite oder mit einem synchronen dynamischen Direktzugriffsspeicher mit Graphics-Double-Data-Rate-Version 5 („GDDR5-SDRAM“). 36 Fig. 10 illustrates a memory partition unit 3600 a parallel processing unit (“PPU”) according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the memory partition unit includes 3600 one unit without restriction 3602 for raster operations (“ROP”), a level two (“L2”) cache 3604, a memory interface 3606 and any suitable combination thereof. In at least one embodiment, the memory interface is 3606 coupled to memory. In at least one embodiment, the memory interface can 3606 Implement 32-, 64-, 128-, 1024-bit data buses or the like for high speed data transfer. In at least one embodiment, the PPU U includes memory interfaces 3606 , where U is a positive integer, with a memory interface 3606 per pair of partition units 3600 , where each pair of partition units 3600 is connected to a corresponding storage device. For example, in at least one embodiment, the PPU may be connected to up to Y memory devices, such as high bandwidth memory stacks or graphics double data rate version 5 synchronous dynamic random access memory ("GDDR5-SDRAM").
In mindestens einer Ausführungsform implementiert die Speicherschnittstelle 3606 eine Speicherschnittstelle mit Speicher mit hoher Bandbreite der zweiten Generation („HBM2“) und Y ist gleich der Hälfte von U. In mindestens einer Ausführungsform befinden sich HBM2-Speicherstapel auf einem physischen Gehäuse mit einer PPU, was im Vergleich zu herkömmlichen GDDR5-SDRAM-Systemen erhebliche Leistungs- und Flächeneinsparungen bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder HBM2-Stapel ohne Einschränkung vier Speicher-Dies mit Y=4, wobei jeder HBM2-Stapel zwei 128-Bit-Kanäle pro Die für insgesamt 8 Kanäle und eine Datenbusbreite von 1024 Bit beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform unterstützt dieser Speicher Single-Error-Correcting-Double-Error-Detecting-(„SECDED“-)Fehlerkorrekturcode (Error Correction Code - „ECC“) zum Schützen von Daten. In mindestens einer Ausführungsform kann der ECC eine höhere Zuverlässigkeit für Rechenanwendungen bereitstellen, die für Datenkorruption empfindlich sind.In at least one embodiment, implements the memory interface 3606 a memory interface with second generation high bandwidth memory ("HBM2") and Y is equal to half of U. In at least one embodiment, HBM2 memory stacks are on a physical chassis with a PPU, which compares to traditional GDDR5 SDRAM Systems provides significant savings in performance and space. In at least one embodiment, each HBM2 stack contains, without restriction, four memory dies with Y = 4, each HBM2 stack containing two 128-bit channels per die for a total of 8 channels and a data bus width of 1024 bits. In at least one embodiment, this memory supports Single Error Correcting Double Error Detecting (“SECDED”) error correction code (“ECC”) for protecting data. In at least one embodiment, the ECC can provide higher reliability for computing applications that are susceptible to data corruption.
In mindestens einer Ausführungsform implementiert die PPU eine Speicherhierarchie mit mehreren Levels. In mindestens einer Ausführungsform unterstützt die Speicherpartitionseinheit 3600 einen einheitlichen Speicher, um einen einzelnen einheitlichen virtuellen Adressraum für den Speicher der zentralen Verarbeitungseinheit („CPU“) und der PPU bereitzustellen, wodurch die gemeinsame Nutzung von Daten zwischen virtuellen Speichersystemen ermöglicht wird. In mindestens einer Ausführungsform wird die Häufigkeit von Zugriffen durch eine PPU auf einen Speicher, der sich auf anderen Prozessoren befindet, verfolgt, um sicherzustellen, dass Speicherseiten in den physischen Speicher der PPU verschoben werden, die häufiger auf Seiten zugreift. In mindestens einer Ausführungsform unterstützt die Hochgeschwindigkeits-GPU-Zusammenschaltung 3408 Adressübersetzungsdienste, die es der PPU ermöglichen, direkt auf die Seitentabellen einer CPU zuzugreifen, und einer PPU vollen Zugriff auf den CPU-Speicher bereitstellen.In at least one embodiment, the PPU implements a multi-level memory hierarchy. In at least one embodiment, the memory partition device supports 3600 unified memory to provide a single unified virtual address space for the memory of the central processing unit (“CPU”) and the PPU, thereby enabling data to be shared between virtual storage systems. In at least one embodiment, the frequency of accesses by a PPU to memory residing on other processors is tracked to ensure that pages of memory are moved into physical memory of the PPU that is accessing pages more frequently. In at least one embodiment, the high speed GPU supports interconnection 3408 Address translation services that enable the PPU to access the page tables of a CPU directly and provide a PPU with full access to the CPU memory.
In mindestens einer Ausführungsform übermitteln Kopier-Engines Daten zwischen mehreren PPUs oder zwischen PPUs und CPUs. In mindestens einer Ausführungsform können Kopier-Engines Seitenfehler für Adressen erzeugen, die nicht in Seitentabellen abgebildet sind, und die Speicherpartitionseinheit 3600 bedient dann Seitenfehler, indem sie die Adressen in die Seitentabelle abbildet, woraufhin die Kopier-Engine eine Übermittlung durchführt. In mindestens einer Ausführungsform ist der Speicher für mehrere Kopier-Engine-Operationen zwischen mehreren Prozessoren gepinnt (d. h. nicht auslagerbar), was den verfügbaren Speicher erheblich reduziert. In mindestens einer Ausführungsform können bei Hardware-Seitenfehlern Adressen an Kopier-Engines übergeben werden, ohne Rücksicht darauf, ob Speicherseiten speicherresident sind und ein Kopierprozess transparent ist.In at least one embodiment, copy engines transfer data between multiple PPUs or between PPUs and CPUs. In at least one embodiment, copy engines may generate page faults for addresses that are not mapped in page tables and the memory partition unit 3600 then handles page faults by mapping the addresses into the page table, whereupon the copy engine carries out a transmission. In at least one embodiment, the memory is pinned (ie, non-pageable) between multiple processors for multiple Copy Engine operations, which significantly reduces the available memory. In at least one embodiment, addresses can be passed to copy engines in the event of hardware page faults, regardless of whether memory pages are memory-resident and a copy process is transparent.
Daten aus dem Speicher 3404 aus 34 oder einem anderen Systemspeicher werden gemäß mindestens einer Ausführungsform durch die Speicherpartitionseinheit 3600 abgerufen und in L2-Cache 3604 gespeichert, der sich auf dem Chip befindet und von verschiedenen GPCs gemeinsam genutzt wird. Jede Speicherpartitionseinheit 3600 beinhaltet in mindestens einer Ausführungsform ohne Einschränkung mindestens einen Abschnitt des L2-Caches, der mit einer entsprechenden Speichervorrichtung assoziiert ist. In mindestens einer Ausführungsform sind die Caches der unteren Levels in verschiedenen Einheiten innerhalb der GPCs implementiert. In mindestens einer Ausführungsform kann jeder der SMs 3514 aus 35 einen Level-1-(„L1“-)Cache implementieren, wobei dieser L1-Cache ein privater Speicher ist, der für einen konkreten SM 3514 dediziert ist, und Daten aus dem L2-Cache 3604 werden abgerufen und in jedem L1-Cache zum Verarbeiten in funktionellen Einheiten der SMs 3514 gespeichert. In mindestens einer Ausführungsform ist der L2-Cache 3604 an die Speicherschnittstelle 3606 und die in 34 gezeigte XBar 3420 gekoppelt.Data from memory 3404 out 34 or another system memory are in accordance with at least one embodiment by the memory partition unit 3600 retrieved and in L2 cache 3604 stored on the chip and shared by different GPCs. Any storage partition unit 3600 In at least one embodiment, includes, without limitation, at least a portion of the L2 cache associated with a corresponding storage device. In at least one embodiment, the lower level caches are implemented in different units within the GPCs. In at least one embodiment, each of the SMs 3514 out 35 implement a level 1 ("L1") cache, this L1 cache being a private memory used for a specific SM 3514 is dedicated, and data from the L2 cache 3604 are fetched and in each L1 cache for processing in functional units of the SMs 3514 saved. In at least one embodiment, the L2 cache is 3604 to the memory interface 3606 and the in 34 XBar shown 3420 coupled.
In mindestens einer Ausführungsform führt die ROP-Einheit 3602 Grafikrasteroperationen durch, die mit der Pixelfarbe in Bezug stehen, wie etwa Farbkomprimierung, Pixel-Blending und mehr. In mindestens einer Ausführungsform implementiert die ROP-Einheit 3602 die Tiefenprüfung in Verbindung mit der Raster-Engine 3508, wobei sie eine Tiefe für eine Abtaststelle, die mit einem Pixelfragment assoziiert ist, von einer Culling-Engine der Raster-Engine 3508 empfängt. In mindestens einer Ausführungsform wird die Tiefe gegen eine entsprechende Tiefe in einem Tiefenpuffer für eine mit einem Fragment assoziierte Abtaststelle geprüft. Falls dieses Fragment die Tiefenprüfung für diese Abtaststelle besteht, aktualisiert die ROP-Einheit 3602 dann in mindestens einer Ausführungsform den Tiefenpuffer und überträgt ein Ergebnis dieser Tiefenprüfung an die Raster-Engine 3508. Es versteht sich, dass sich eine Anzahl der Partitionseinheiten 3600 von einer Anzahl der GPCs unterscheiden kann und daher kann jede ROP-Einheit 3602 in mindestens einer Ausführungsform an jeden GPC gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform verfolgt die ROP-Einheit 3602 die von verschiedenen GPCs empfangenen Pakete und bestimmt, ob ein durch die ROP-Einheit 3602 erzeugtes Ergebnis zu der XBar 3420 durchgeroutet werden soll.In at least one embodiment, the ROP unit performs 3602 Perform graphics screening operations related to pixel color such as color compression, pixel blending, and more. In at least one embodiment, implements the ROP unit 3602 the in-depth inspection in conjunction with the raster engine 3508 , being a depth for a sample location associated with a pixel fragment from a culling engine of the raster engine 3508 receives. In at least one embodiment, the depth is checked against a corresponding depth in a depth buffer for a sample location associated with a fragment. If this fragment passes the depth test for that sample point, the ROP unit updates 3602 then in at least one embodiment the depth buffer and transmits a result of this depth check to the raster engine 3508 . It goes without saying that there are a number of partition units 3600 can differ from a number of GPCs and therefore can each ROP unit 3602 be coupled to each GPC in at least one embodiment. In at least one embodiment, the ROP unit tracks 3602 the packets received by various GPCs and determines whether one is sent by the ROP unit 3602 generated result for the XBar 3420 should be routed through.
37 veranschaulicht einen Streaming-Multiprozessor („SM“) 3700 gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform ist der SM 3700 der SM aus 35. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der SM 3700 ohne Einschränkung einen Anweisungs-Cache 3702, eine oder mehrere Planer-Einheiten 3704, eine Registerbank 3708, einen oder mehrere Verarbeitungskerne („Kerne“) 3710, eine oder mehrere Spezialfunktionseinheiten (special function units - „SFUs“) 3712, eine oder mehrere Lade-/Speichereinheiten (load/store units - „LSUs“) 3714, ein Zusammenschaltungsnetz 3716, einen gemeinsam genutzten Speicher/Level-Eins-(„L1“-)Cache 3718 und/oder eine beliebige geeignete Kombination davon. 37 illustrates a Streaming Multiprocessor ("SM") 3700 according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the SM 3700 the SM off 35 . In at least one embodiment, the SM 3700 an instruction cache without restriction 3702 , one or more planning units 3704 , a register bank 3708 , one or more processing cores ("cores") 3710 , one or more special function units ("SFUs") 3712 , one or more load / store units ("LSUs") 3714 , an interconnection network 3716 , a shared memory / level one ("L1") cache 3718 and / or any suitable combination thereof.
In mindestens einer Ausführungsform teilt eine Arbeitsverteilungseinheit Tasks zur Ausführung auf Universalverarbeitungsclustern („GPCs“) von Parallelverarbeitungseinheiten („PPUs“) zu und jeder Task wird einem konkreten Datenverarbeitungscluster („DPC“) innerhalb eines GPC zugewiesen, und falls ein Task mit einem Shader-Programm assoziiert ist, wird dieser Task einem der SMs 3700 zugewiesen. In mindestens einer Ausführungsform empfängt die Planer-Einheit 3704 Tasks von einer Arbeitsverteilungseinheit und sie verwaltet die Anweisungsplanung für einen oder mehrere Thread-Blöcke, die dem SM 3700 zugeordnet sind. In mindestens einer Ausführungsform plant die Planer-Einheit 3704 Thread-Blöcke für die Ausführung als Warps aus parallelen Threads, wobei jedem Thread-Block mindestens ein Warp zugewiesen ist. In mindestens einer Ausführungsform führt jeder Warp Threads aus. In mindestens einer Ausführungsform verwaltet die Planer-Einheit 3704 eine Vielzahl von unterschiedlichen Thread-Blöcken, indem sie unterschiedlichen Thread-Blöcken Warps zuweist und dann während jedes Taktzyklus Anweisungen aus einer Vielzahl von unterschiedlichen kooperativen Gruppen verschiedenen funktionellen Einheiten (z. B. Verarbeitungskernen 3710, SFUs 3712 und LSUs 3714) zuteilt.In at least one embodiment, a work distribution unit allocates tasks for execution on General Purpose Processing Clusters ("GPCs") of Parallel Processing Units ("PPUs") and each task is assigned to a specific data processing cluster ("DPC") within a GPC, and if a task with a shader Is associated with the program, this task becomes one of the SMs 3700 assigned. In at least one embodiment, the scheduler unit receives 3704 Tasks from a work distribution unit and it manages the instruction scheduling for one or more thread blocks assigned to the SM 3700 assigned. In at least one embodiment, the planning unit plans 3704 Thread blocks for execution as warps from parallel threads, with at least one warp assigned to each thread block. In at least one embodiment, each warp threads. In at least one embodiment, the planner unit manages 3704 a plurality of different thread blocks by assigning warps to different thread blocks and then, during each clock cycle, instructions from a plurality of different cooperative groups to different functional units (e.g. processing cores 3710 , SFUs 3712 and LSUs 3714 ) allocates.
In mindestens einer Ausführungsform können sich kooperative Gruppen auf ein Programmiermodell zum Organisieren von Gruppen kommunizierender Threads beziehen, das es Entwicklern erlaubt, die Granularität auszudrücken, mit der Threads kommunizieren, und so den Ausdruck satterer, effizienterer paralleler Dekompositionen ermöglicht. In mindestens einer Ausführungsform unterstützen kooperative Start-APIs die Synchronisation zwischen Thread-Blöcken zur Ausführung paralleler Algorithmen. In mindestens einer Ausführungsform stellen Anwendungen herkömmlicher Programmiermodelle ein einzelnes, einfaches Konstrukt zum Synchronisieren von kooperierenden Threads bereit: eine Sperre über alle Threads eines Thread-Blocks (z. B. die Funktion syncthreads( )). In mindestens einer Ausführungsform können Programmierer jedoch Gruppen von Threads mit einer geringeren als Thread-Block-Granularität definieren und innerhalb definierter Gruppen synchronisieren, um eine höhere Rechenleistung, Ausgestaltungsflexibilität und Software-Wiederverwendung in Form von kollektiven gruppenweiten Funktionsschnittstellen zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform ermöglichen es kooperative Gruppen Programmierern, Gruppen von Threads explizit mit Teilblock- (d. h. so klein wie ein einzelner Thread) und Mehrblock-Granularität zu definieren und kollektive Operationen, wie etwa Synchronisation, an Threads in einer kooperativen Gruppe durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform unterstützt dieses Programmiermodell eine saubere Komposition über Software-Grenzen hinweg, sodass sich Bibliotheken und Dienstprogrammfunktionen innerhalb ihres lokalen Kontexts sicher synchronisieren können, ohne Annahmen über Konvergenz treffen zu müssen. In mindestens einer Ausführungsform ermöglichen Primitive der kooperativen Gruppen neue Muster der kooperativen Parallelität, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Produzent-Konsument-Parallelität, opportunistischer Parallelität und globaler Synchronisation über ein gesamtes Gitter von Thread-Blöcken.In at least one embodiment, cooperative groups can refer to a programming model for organizing groups of communicating threads that allows developers to express the granularity with which threads communicate, thus enabling the expression of richer, more efficient parallel decompositions. In at least one embodiment, cooperative startup APIs support synchronization between thread blocks for executing parallel algorithms. In at least one embodiment, applications of conventional programming models provide a single, simple construct for synchronizing cooperating threads: a lock over all threads of a thread block (e.g. the syncthreads () function). In at least one embodiment, however, programmers can define groups of threads with a lower than thread block granularity and synchronize them within defined groups in order to enable higher computing power, design flexibility and software reuse in the form of collective group-wide functional interfaces. In at least one embodiment, cooperative groups allow programmers to explicitly define groups of threads with sub-block (ie, as small as a single thread) and multi-block granularity, and to perform collective operations, such as synchronization, on threads in a cooperative group. In at least one Embodiment, this programming model supports a clean composition across software boundaries, so that libraries and utility functions can safely synchronize within their local context without having to make assumptions about convergence. In at least one embodiment, cooperative group primitives enable new patterns of cooperative parallelism, including, but not limited to, producer-consumer parallelism, opportunistic parallelism, and global synchronization over an entire grid of thread blocks.
In mindestens einer Ausführungsform ist eine Zuteilungseinheit 3706 so konfiguriert, dass sie Anweisungen an eine oder mehrere funktionelle Einheiten überträgt, und die Planer-Einheit 3704 beinhaltet ohne Einschränkung zwei Zuteilungseinheiten 3706, die es ermöglichen, dass zwei unterschiedliche Anweisungen aus einem gemeinsamen Warp während jedes Taktzyklus zugeteilt werden. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jede Planer-Einheit 3704 eine einzelne Zuteilungseinheit 3706 oder zusätzliche Zuteilungseinheiten 3706.In at least one embodiment, there is an allocation unit 3706 configured to transmit instructions to one or more functional units and the scheduler unit 3704 includes two allocation units without restriction 3706 which allow two different instructions from a common warp to be dispatched during each clock cycle. In at least one embodiment, each includes a scheduler unit 3704 a single allocation unit 3706 or additional allocation units 3706 .
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder SM 3700 in mindestens einer Ausführungsform ohne Einschränkung die Registerbank 3708, die einen Satz von Registern für funktionelle Einheiten des SM 3700 bereitstellt. In mindestens einer Ausführungsform ist die Registerbank 3708 auf jede funktionelle Einheit aufgeteilt, sodass jeder funktionellen Einheit ein dedizierter Abschnitt der Registerbank 3708 zugewiesen ist. In mindestens einer Ausführungsform ist die Registerbank 3708 auf unterschiedliche Warps aufgeteilt, die durch den SM 3700 ausgeführt werden, und die Registerbank 3708 stellt temporären Datenspeicher für Operanden bereit, die mit Datenpfaden von funktionellen Einheiten verbunden sind. In mindestens einer Ausführungsform umfasst jeder SM 3700 ohne Einschränkung eine Vielzahl von L Verarbeitungskernen 3710, wobei L eine positive ganze Zahl ist. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet der SM 3700 ohne Einschränkung eine große Anzahl (z. B. 128 oder mehr) von unterschiedlichen Verarbeitungskernen 3710. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder Verarbeitungskern 3710 ohne Einschränkung eine Vollpipelineverarbeitungseinheit mit einfacher Genauigkeit, doppelter Genauigkeit und/oder gemischter Genauigkeit, die ohne Einschränkung eine arithmetisch-logische Einheit für Gleitkommazahlen und eine arithmetisch-logische Einheit für Integer beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform implementieren die arithmetisch-logischen Einheiten für Gleitkommazahlen den Standard IEEE 754-2008 für Gleitkommaarithmetik. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die Verarbeitungskerne 3710 ohne Einschränkung 64 Gleitkommakeme mit einfacher Genauigkeit (32 Bit), 64 Integerkerne, 32 Gleitkommakeme mit doppelter Genauigkeit (64 Bit) und 8 Tensorkerne.In at least one embodiment, each includes SM 3700 in at least one embodiment, the register bank without restriction 3708 , which is a set of registers for functional units of the SM 3700 provides. In at least one embodiment, the register bank is 3708 distributed to each functional unit, so that each functional unit has a dedicated section of the register bank 3708 is assigned. In at least one embodiment, the register bank is 3708 divided into different warps, which are caused by the SM 3700 and the register bank 3708 provides temporary data storage for operands that are connected to data paths of functional units. In at least one embodiment, each comprises SM 3700 without limitation, a variety of L processing cores 3710 , where L is a positive integer. In at least one embodiment, the SM 3700 a large number (e.g. 128 or more) of different processing cores without limitation 3710 . In at least one embodiment, each includes processing core 3710 without limitation, a full pipeline processing unit with single precision, double precision and / or mixed precision, which includes without limitation an arithmetic-logic unit for floating point numbers and an arithmetic-logic unit for integers. In at least one embodiment, the arithmetic and logic units for floating point numbers implement the IEEE 754-2008 standard for floating point arithmetic. In at least one embodiment, the include processing cores 3710 without restriction 64 floating point kemes with single precision (32 bit), 64 integer cores, 32 floating point kemes with double precision (64 bit) and 8 tensor cores.
Tensorkerne sind gemäß mindestens einer Ausführungsform dazu konfiguriert, Matrixoperationen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Tensorkerne in den Verarbeitungskernen 3710 enthalten. In mindestens einer Ausführungsform sind die Tensorkerne so konfiguriert, dass sie Deep-Learning-Matrixarithmetik durchführen, wie etwa Faltungsoperationen zum Trainieren und Inferenzieren neuronaler Netze. In mindestens einer Ausführungsform arbeitet jeder Tensorkern an einer 4x4-Matrix und er führt eine Matrixmultiplikations- und -akkumulationsoperation D = A X B + C durch, wobei A, B, C und D 4x4-Matrizen sind.According to at least one embodiment, tensor cores are configured to perform matrix operations. In at least one embodiment, one or more tensor cores are in the processing cores 3710 contain. In at least one embodiment, the tensor cores are configured to perform deep learning matrix arithmetic, such as convolution operations to train and inference neural networks. In at least one embodiment, each tensor core operates on a 4x4 matrix and performs a matrix multiplication and accumulation operation D = AXB + C, where A, B, C and D are 4x4 matrices.
In mindestens einer Ausführungsform sind die Matrixmultiplikationseingaben A und B 16-Bit-Gleitkommamatrizen und die Akkumulationsmatrizen C und D 16-Bit-Gleitkomma- oder 32-Bit-Gleitkommamatrizen. In mindestens einer Ausführungsform arbeiten die Tensorkerne an 16-Bit-Gleitkommaeingabedaten mit 32-Bit-Gleitkommaakkumulation. In mindestens einer Ausführungsform verwendet die 16-Bit-Gleitkommamultiplikation 64 Operationen und ergibt ein Produkt mit voller Genauigkeit, das dann unter Verwendung von 32-Bit-Gleitkommaaddition mit anderen Zwischenprodukten für eine 4x4x4-Matrixmultiplikation akkumuliert wird. In mindestens einer Ausführungsform werden die Tensorkerne verwendet, um viel größere zweidimensionale oder höherdimensionale Matrixoperationen durchzuführen, die aus diesen kleineren Elementen aufgebaut sind. In mindestens einer Ausführungsform macht eine API, wie etwa eine CUDA 9 C++ API, spezialisierte Matrixlade-, Matrixmultiplikations- und -akkumulations- sowie Matrixspeicheroperationen verfügbar, um die Tensorkerne anhand eines Programms mit CUDA-C++ effizient zu verwenden. In mindestens einer Ausführungsform wird auf einem CUDA-Level auf einer Warp-Level-Schnittstelle von Matrizen der Größe 16x16 ausgegangen, die sich über alle 32 Threads des Warp erstrecken.In at least one embodiment, matrix multiplication inputs A and B are 16-bit floating point matrices and accumulation matrices C and D are 16-bit floating point or 32-bit floating point matrices. In at least one embodiment, the tensor cores operate on 16-bit floating point input data with 32-bit floating point accumulation. In at least one embodiment, 16-bit floating point multiplication uses 64 operations and yields a full precision product which is then accumulated using 32-bit floating point addition with other intermediate products for 4x4x4 matrix multiplication. In at least one embodiment, the tensor kernels are used to perform much larger two-dimensional or higher-dimensional matrix operations built from these smaller elements. In at least one embodiment, an API, such as a CUDA 9 C ++ API, exposes specialized matrix load, matrix multiply and accumulate, and matrix store operations in order to program the tensor cores efficiently with CUDA-C ++. In at least one embodiment, at a CUDA level on a warp level interface, matrices the size of 16x16 are assumed, which extend over all 32 threads of the warp.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst jeder SM 3700 ohne Einschränkung M SFUs 3712, die Spezialfunktionen durchführen (z. B. Attributbewertung, reziproke Quadratwurzel und dergleichen). In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die SFUs 3712 ohne Einschränkung eine Baumtraversierungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine hierarchische Baumdatenstruktur traversiert. In mindestens einer Ausführungsform beinhalten die SFUs 3712 ohne Einschränkung eine Textureinheit, die dazu konfiguriert ist, Texturkartenfilteroperationen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform sind die Textureinheiten dazu konfiguriert, Texturkarten (z. B. ein 2D-Array von Texeln) aus Speicher zu laden und Texturkarten abzutasten, um abgetastete Texturwerte zur Verwendung in Shader-Programmen zu produzieren, die durch den SM 3700 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform werden die Texturkarten in dem gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718 gespeichert. In mindestens einer Ausführungsform implementieren die Textureinheiten Texturoperationen, wie etwa Filteroperationen unter Verwendung von Mip-Karten (z. B. Texturkarten mit variierenden Detailgraden), gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet jeder SM 3700 ohne Einschränkung zwei Textureinheiten.In at least one embodiment, each comprises SM 3700 without restriction M SFUs 3712 that perform special functions (e.g., attribute evaluation, reciprocal square root, and the like). In at least one embodiment, the include SFUs 3712 without limitation, a tree traversing unit configured to traverse a hierarchical tree data structure. In at least one embodiment, the include SFUs 3712 without restriction a texture unit that is configured to Perform texture map filter operations. In at least one embodiment, the texture units are configured to load texture maps (e.g., a 2D array of texels) from memory and to scan texture maps to produce scanned texture values for use in shader programs implemented by the SM 3700 are executed. In at least one embodiment, the texture maps are in the shared memory / L1 cache 3718 saved. In at least one embodiment, the texture units implement texture operations, such as filter operations using mip maps (e.g. texture maps with varying levels of detail), according to at least one embodiment. In at least one embodiment, each includes SM 3700 two texture units without restriction.
Jeder SM 3700 umfasst in mindestens einer Ausführungsform ohne Einschränkung N LSUs 3714, die Lade- und Speicheroperationen zwischen dem gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718 und der Registerbank 3708 implementieren. Das Zusammenschaltungsnetz 3716 verbindet in mindestens einer Ausführungsform jede funktionelle Einheit mit der Registerbank 3708 und die LSU 3714 mit der Registerbank 3708 und dem gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718. In mindestens einer Ausführungsform ist das Zusammenschaltungsnetz 3716 eine Kreuzschiene, die so konfiguriert sein kann, dass sie beliebige funktionelle Einheiten mit beliebigen Registern in der Registerbank 3708 verbindet und LSUs 3714 mit der Registerbank 3708 und Speicherorten in dem gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718 verbindet.Every SM 3700 In at least one embodiment, includes, without limitation, N LSUs 3714 , the load and store operations between the shared memory / L1 cache 3718 and the register bank 3708 to implement. The interconnection network 3716 connects each functional unit to the register bank in at least one embodiment 3708 and the LSU 3714 with the register bank 3708 and the shared memory / L1 cache 3718 . In at least one embodiment, the interconnection network is 3716 a crossbar that can be configured to include any functional units with any registers in the register bank 3708 connects and LSUs 3714 with the register bank 3708 and locations in the shared memory / L1 cache 3718 connects.
In mindestens einer Ausführungsform ist der gemeinsam genutzte Speicher/L1-Cache 3718 ein Array von chipinternem Speicher, das in mindestens einer Ausführungsform die Datenspeicherung und die Kommunikation zwischen dem SM 3700 und der Primitiv-Engine sowie zwischen Threads in dem SM 3700 ermöglicht. In mindestens einer Ausführungsform umfasst der gemeinsam genutzte Speicher/L1-Cache 3718 ohne Einschränkung eine Speicherkapazität von 128 KB und er befindet sich in einem Pfad von dem SM 3700 zu einer Partitionseinheit. In mindestens einer Ausführungsform wird der gemeinsam genutzte Speicher/L1-Cache 3718 in mindestens einer Ausführungsform zum Zwischenspeichern von Lese- und Schreibvorgängen verwendet. In mindestens einer Ausführungsform sind einer oder mehrere von dem gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718, L2-Cache und Speicher Ergänzungsspeicher.In at least one embodiment, the shared memory is / L1 cache 3718 an array of on-chip memory that, in at least one embodiment, provides data storage and communication between the SM 3700 and the primitive engine as well as between threads in the SM 3700 enables. In at least one embodiment, the shared memory includes / L1 cache 3718 without limitation, it has a storage capacity of 128 KB and it is located in a path from the SM 3700 to a partition unit. In at least one embodiment, the shared memory is / L1 cache 3718 used in at least one embodiment for caching read and write operations. In at least one embodiment, one or more of the shared memory are / L1 cache 3718 , L2 cache and additional storage.
Das Kombinieren der Funktionalität des Daten-Cache und des gemeinsam genutzten Speichers in einem einzelnen Speicherblock stellt in mindestens einer Ausführungsform eine verbesserte Rechenleistung für beide Typen von Speicherzugriffen bereit. In mindestens einer Ausführungsform wird die Kapazität durch Programme, die keinen gemeinsam genutzten Speicher verwenden, als Cache verwendet oder sie kann so verwendet werden, wie etwa, falls der gemeinsam genutzte Speicher so konfiguriert ist, dass er die Hälfte einer Kapazität verwendet, und Textur- und Lade-/Speicheroperationen die verbleibende Kapazität verwenden können. Die Integration in den gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718 ermöglicht dem gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718 gemäß mindestens einer Ausführungsform das Fungieren als Leitung mit hohem Durchsatz für Streaming-Daten, während simultan Zugriff mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz auf häufig wiederverwendete Daten bereitgestellt wird. In mindestens einer Ausführungsform kann bei einer Konfiguration für Universalparallelberechnung eine einfachere Konfiguration im Vergleich zur Grafikverarbeitung verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform werden Festfunktions-Grafikverarbeitungseinheiten umgangen, wodurch ein viel einfacheres Programmiermodell entsteht. Bei einer Konfiguration für Universalparallelberechnungen ordnet eine Arbeitsverteilungseinheit in mindestens einer Ausführungsform Blöcke von Threads direkt den DPCs zu und verteilt diese. In mindestens einer Ausführungsform führen Threads in einem Block ein gemeinsames Programm aus, wobei eine eindeutige Thread-ID bei der Berechnung verwendet wird, um sicherzustellen, dass jeder Thread eindeutige Ergebnisse erzeugt, wobei der SM 3700 zum Ausführen des Programms und Durchführen von Berechnungen verwendet wird, der gemeinsam genutzte Speicher/L1-Cache 3718 zum Kommunizieren zwischen den Threads verwendet wird und die LSU 3714 zum Lesen des und Schreiben in den globalen Speicher durch den gemeinsam genutzten Speicher/L1-Cache 3718 und die Speicherpartitionseinheit verwendet wird. Bei der Konfiguration für Universalparallelberechnungen schreibt der SM 3700 in mindestens einer Ausführungsform Befehle, die durch die Planer-Einheit 3704 verwendet werden können, um neue Arbeit in den DPCs zu starten.Combining the functionality of the data cache and the shared memory in a single memory block provides, in at least one embodiment, improved computing power for both types of memory accesses. In at least one embodiment, the capacity is used as a cache by programs that do not use shared memory, or it may be used, such as if the shared memory is configured to use half a capacity and texture- and load / store operations can use the remaining capacity. Integration with shared memory / L1 cache 3718 enables shared memory / L1 cache 3718 to function as a high throughput line for streaming data while simultaneously high bandwidth, low latency access to frequently reused data, in accordance with at least one embodiment Data is provided. In at least one embodiment, a configuration for universal parallel computation can use a simpler configuration compared to graphics processing. In at least one embodiment, fixed function graphics processing units are bypassed, resulting in a much simpler programming model. In a configuration for universal parallel computations, a work distribution unit in at least one embodiment assigns blocks of threads directly to the DPCs and distributes them. In at least one embodiment, threads in a block execute a common program, using a unique thread ID in the computation to ensure that each thread produces unique results, the SM 3700 the shared memory / L1 cache is used to run the program and perform calculations 3718 used to communicate between the threads and the LSU 3714 to read and write to global memory through shared memory / L1 cache 3718 and the memory partition unit is in use. When configuring for universal parallel calculations, the SM 3700 in at least one embodiment, commands issued by the scheduler unit 3704 can be used to start new work in the DPCs.
In mindestens einer Ausführungsform ist eine PPU in einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, Servern, Supercomputern, einem Smartphone (z. B. einer drahtlosen tragbaren Vorrichtung), einem persönlichen digitalen Assistenten („PDA“), einer Digitalkamera, einem Fahrzeug, einer am Kopf befestigten Anzeige, einer tragbaren elektronischen Vorrichtung usw. enthalten oder daran gekoppelt. In mindestens einer Ausführungsform ist eine PPU auf einem einzelnen Halbleitersubstrat verkörpert. In mindestens einer Ausführungsform ist eine PPU in einem System auf einem Chip („SoC“) zusammen mit einer oder mehreren anderen Vorrichtungen enthalten, wie etwa zusätzlichen PPUs, Speicher, einer Reduced-Instruction-Set-Computer-(„RISC“-)CPU, einer Speicherverwaltungseinheit („MMU“), einem Digital-AnalogWandler (digital-to-analog converter - „DAC“) und dergleichen.In at least one embodiment, a PPU resides in a desktop computer, a laptop computer, a tablet computer, servers, supercomputers, a smartphone (e.g., a wireless portable device), a personal digital assistant ("PDA"), a digital camera, vehicle, head-mounted display, portable electronic device, etc., included or coupled thereto. In at least one embodiment, a PPU is embodied on a single semiconductor substrate. In at least one embodiment, a PPU is included in a system on a chip ("SoC") along with one or more other devices, such as additional PPUs, memory, a reduced instruction Set computer (“RISC”) CPU, a memory management unit (“MMU”), a digital-to-analog converter (“DAC”) and the like.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine PPU auf einer Grafikkarte enthalten sein, die eine oder mehrere Speichervorrichtungen beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann diese Grafikkarte so konfiguriert sein, dass sie mit einem PCIe-Steckplatz auf einer Hauptplatine eines Desktop-Computers eine Schnittstelle bildet. In mindestens einer Ausführungsform kann diese PPU eine integrierte Grafikverarbeitungseinheit („iGPU“) sein, die im Chipsatz einer Hauptplatine enthalten ist.In at least one embodiment, a PPU may be included on a graphics card that includes one or more storage devices. In at least one embodiment, this graphics card can be configured to interface with a PCIe slot on a motherboard of a desktop computer. In at least one embodiment, this PPU can be an integrated graphics processing unit (“iGPU”) that is contained in the chipset of a motherboard.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt. In mindestens einer Ausführungsform wird der Deep-Leaming-Anwendungsprozessor verwendet, um ein Modell des maschinellen Lernens, wie etwa ein neuronales Netz, zu trainieren, um dem SM 3700 bereitgestellte Informationen vorherzusagen oder zu inferenzieren. In mindestens einer Ausführungsform wird der SM 3700 verwendet, um Informationen auf Grundlage eines trainierten Modells des maschinellen Lernens (z. B. eines neuronalen Netzes) zu inferenzieren oder vorherzusagen, das durch einen anderen Prozessor oder ein anderes System oder durch den SM 3700 trainiert wurde. In mindestens einer Ausführungsform kann der SM 3700 verwendet werden, um einen oder mehrere der hierin beschriebenen Anwendungsfälle für neuronale Netze durchzuführen.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided. In at least one embodiment, the deep leaming application processor is used to train a machine learning model, such as a neural network, to provide the SM 3700 Predict or inference information provided. In at least one embodiment, the SM 3700 used to inference or predict information based on a trained machine learning model (e.g., a neural network), transmitted by another processor or system, or by the SM 3700 was trained. In at least one embodiment, the SM 3700 can be used to perform one or more of the neural network use cases described herein.
Es werden Ausführungsformen offenbart, die mit einer virtualisierten Rechenplattform für weiterentwickeltes Rechnen in Bezug stehen, wie etwa Bildinferenz und Bildverarbeitung in medizinischen Anwendungen. Ohne Einschränkung können Ausführungsformen Radiografie, Magnetresonanztomografie (MRT), Nuklearmedizin, Ultraschall, Sonografie, Elastografie, fotoakustische Bildgebung, Tomografie, Echokardiografie, funktionelle Nahinfrarotspektroskopie und Magnetpartikelbildgebung oder eine Kombination davon beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können eine virtualisierte Rechenplattform und die hierin beschriebenen damit assoziierten Prozesse zusätzlich oder alternativ ohne Einschränkung in der Forensikanalyse, der Detektion und Bildgebung des Untergrunds (z. B. Ölexploration, Archäologie, Paläontologie usw.), der Topografie, der Ozeanografie, der Geologie, der Osteologie, der Meteorologie, der intelligenten Bereichs- oder Objektverfolgung und -überwachung, der Sensordatenverarbeitung (z. B. RADAR, SONAR, LIDAR usw.) und/oder der Genomik und Gensequenzierung verwendet werden.Embodiments are disclosed that are related to a virtualized computing platform for advanced computing, such as image inference and image processing in medical applications. Without limitation, embodiments can include radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, ultrasound, sonography, elastography, photoacoustic imaging, tomography, echocardiography, functional near infrared spectroscopy, and magnetic particle imaging, or a combination thereof. In at least one embodiment, a virtualized computing platform and the processes associated therewith described herein can additionally or alternatively without restriction in forensic analysis, detection and imaging of the subsurface (e.g. oil exploration, archeology, paleontology, etc.), topography, oceanography, geology, osteology, meteorology, intelligent area or object tracking and monitoring, sensor data processing (e.g. RADAR, SONAR, LIDAR, etc.) and / or genomics and gene sequencing.
Unter Bezugnahme auf 38 ist 38 ein beispielhaftes Datenablaufdiagramm für einen Prozess 3800 zum Erzeugen und Einsetzen einer Bildverarbeitungs- und -inferenzpipeline gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 3800 zur Verwendung mit Bildgebungsvorrichtungen, Verarbeitungsvorrichtungen, Genomikvorrichtungen, Gensequenzierungsvorrichtungen, Radiologievorrichtungen und/oder anderen Vorrichtungstypen in einer oder mehreren Einrichtungen 3802 eingesetzt werden, wie etwa medizinischen Einrichtungen, Krankenhäusern, Gesundheitsinstituten, Kliniken, Forschungs- oder Diagnoselabors usw. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 3800 zum Durchführen einer Genomanalyse und -inferenz an Sequenzierungsdaten eingesetzt werden. Beispiele für Genomanalysen, die unter Verwendung der hierin beschriebenen Systeme und Prozesse durchgeführt werden können, beinhalten ohne Einschränkung Varianten-Calling, Mutationsdetektion und Quantifizierung der Genexpression.With reference to 38 is 38 an exemplary data flow diagram for a process 3800 for generating and deploying an image processing and inference pipeline according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the process 3800 for use with imaging devices, processing devices, genomics devices, gene sequencing devices, radiology devices, and / or other types of devices in one or more facilities 3802 such as medical facilities, hospitals, health institutes, clinics, research or diagnostic laboratories, etc. In at least one embodiment, the process 3800 can be used to perform genome analysis and inference on sequencing data. Examples of genome analyzes that can be performed using the systems and processes described herein include, without limitation, variant calling, mutation detection, and quantification of gene expression.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 3800 innerhalb eines Trainingssystems 3804 und/oder eines Einsatzsystems 3806 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Trainingssystem 3804 verwendet werden, um das Training, den Einsatz und die Implementation von Modellen des maschinellen Lernens (z. B. neuronale Netze, Objektdetektionsalgorithmen, Algorithmen des maschinellen Sehens usw.) zur Verwendung in dem Einsatzsystem 3806 durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 so konfiguriert sein, dass es Verarbeitungs- und Rechenressourcen in einer verteilten Rechenumgebung ablädt, um die Infrastrukturanforderungen in der Einrichtung 3802 zu reduzieren. In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 eine gestraffte Plattform zum Auswählen, individuellen Anpassen und Implementieren virtueller Instrumente zur Verwendung mit Bildgebungsvorrichtungen (z. B. MRT, CT-Scan, Röntgen, Ultraschall usw.) oder Sequenzierungsvorrichtungen in der Einrichtung 3802 bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform können virtuelle Instrumente softwaredefinierte Anwendungen zum Durchführen einer oder mehrerer Verarbeitungsoperationen in Bezug auf Bildgebungsdaten beinhalten, die durch Bildgebungsvorrichtungen, Sequenzierungsvorrichtungen, Radiologievorrichtungen und/oder andere Vorrichtungstypen erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere Anwendungen in einer Pipeline Dienste (z. B. Inferenz, Visualisierung, Berechnung, KI usw.) des Einsatzsystems 3806 während der Ausführung von Anwendungen verwenden oder aufrufen.In at least one embodiment, the process 3800 within a training system 3804 and / or a deployment system 3806 are executed. In at least one embodiment, the training system 3804 used to train, deploy, and implement machine learning models (e.g., neural networks, object detection algorithms, machine vision algorithms, etc.) for use in the deployment system 3806 perform. In at least one embodiment, the deployment system 3806 Be configured to offload processing and computational resources in a distributed computing environment to meet the infrastructure requirements in the facility 3802 to reduce. In at least one embodiment, the deployment system 3806 a streamlined platform for selecting, customizing, and implementing virtual instruments for use with imaging devices (e.g., MRI, CT scan, X-ray, ultrasound, etc.) or sequencing devices in the facility 3802 provide. In at least one embodiment, virtual instruments may include software defined applications for performing one or more processing operations on imaging data generated by imaging devices, sequencing devices, radiology devices, and / or other types of devices. In at least one embodiment, one or more applications in a pipeline can provide services (for example inference, visualization, calculation, AI, etc.) of the deployment system 3806 use or invoke while running applications.
In mindestens einer Ausführungsform können einige der Anwendungen, die in weiterentwickelten Verarbeitungs- und Inferenzpipelines verwendet werden, Modelle des maschinellen Lernens oder andere KI verwenden, um einen oder mehrere Verarbeitungsschritte durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können Modelle des maschinellen Lernens in der Einrichtung 3802 unter Verwendung von Daten 3808 (wie etwa Bildgebungsdaten) trainiert werden, die in der Einrichtung 3802 erzeugt wurden (und auf einem oder mehreren Servern eines Bildarchivierungs- und Kommunikationssystems (picture archiving and communication system - PACS) in der Einrichtung 3802 gespeichert sind), und sie können unter Verwendung von Bildgebungs- oder Sequenzierungsdaten 3808 aus einer anderen Einrichtung oder anderen Einrichtungen (z. B. einem anderen Krankenhaus, Labor, einer anderen Klinik usw.) oder einer Kombination davon trainiert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Trainingssystem 3804 verwendet werden, um Anwendungen, Dienste und/oder andere Ressourcen zum Erzeugen von funktionierenden, einsatzfähigen Modellen des maschinellen Lernens für das Einsatzsystem 3806 bereitzustellen.In at least one embodiment, some of the applications used in advanced processing and inference pipelines may use machine learning models or other AI to perform one or more processing steps. In at least one embodiment, machine learning models can be implemented in the facility 3802 using data 3808 (such as imaging data) can be trained in the facility 3802 (and on one or more servers of a picture archiving and communication system (PACS) in the facility 3802 are stored), and they can be made using imaging or sequencing data 3808 be trained from another facility or facilities (e.g. another hospital, laboratory, clinic, etc.) or a combination thereof. In at least one embodiment, the training system 3804 can be used to provide applications, services and / or other resources to generate working, operational machine learning models for the deployment system 3806 provide.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Modellregistrierungsdatenbank 3824 durch Objektspeicher unterstützt werden, der Versionierung und Objekt-Metadaten unterstützen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann der Zugriff auf den Objektspeicher zum Beispiel durch eine mit Cloud-Speicher (z. B. einer Cloud 3926 aus 39) kompatible Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) von innerhalb einer Cloud-Plattform erfolgen. In mindestens einer Ausführungsform können Modelle des maschinellen Lernens innerhalb der Modellregistrierungsdatenbank 3824 durch Entwickler oder Partner eines Systems, das mit einer API interagiert, hochgeladen, aufgelistet, modifiziert oder gelöscht werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine API Zugriff auf Verfahren bereitstellen, die es Benutzern mit zweckmäßigen Anmeldeinformationen ermöglichen, Modelle mit Anwendungen zu assoziieren, sodass Modelle als Teil der Ausführung von containerisierten Instanziierungen von Anwendungen ausgeführt werden können.In at least one embodiment, a model registration database 3824 be supported by object storage, which can support versioning and object metadata. In at least one embodiment, the object storage can be accessed, for example, by a cloud storage facility (e.g. a cloud 3926 out 39 ) compatible application programming interface (API) from within a cloud platform. In at least one embodiment, machine learning models can be found within the model registry database 3824 uploaded, listed, modified or deleted by the developer or partner of a system that interacts with an API. In at least one embodiment, an API can provide access to methods that enable users with appropriate credentials to associate models with applications so that models can be executed as part of the execution of containerized instantiations of applications.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Trainingspipeline 3904 (39) ein Szenario beinhalten, in dem die Einrichtung 3802 ihr eigenes Modell des maschinellen Lernens trainiert oder ein bestehendes Modell des maschinellen Lernen aufweist, das optimiert oder aktualisiert werden muss. In mindestens einer Ausführungsform können Bildgebungsdaten 3808, die durch Bildgebungsvorrichtung(en), Sequenzierungsvorrichtungen und/oder andere Vorrichtungstypen erzeugt wurden, empfangen werden. In mindestens einer Ausführungsform kann, sobald Bildgebungsdaten 3808 empfangen werden, die KI-gestützte Annotation 3810 verwendet werden, um beim Erzeugen von Annotationen zu helfen, die den Bildgebungsdaten 3808 entsprechen, die als Ground-Truth-Daten für ein Modell des maschinellen Lernens verwendet werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform kann die KI-gestützte Annotation 3810 ein oder mehrere Modelle des maschinellen Lernens (z. B. neuronale Faltungsnetze (CNNs)) beinhalten, die darauf trainiert werden können, Annotationen zu erzeugen, die bestimmten Typen von Bildgebungsdaten 3808 (z. B. von bestimmten Vorrichtungen) und/oder bestimmten Typen von Anomalien in den Bildgebungsdaten 3808 entsprechen. In mindestens einer Ausführungsform können die KI-gestützten Annotationen 3810 dann direkt verwendet oder unter Verwendung eines Annotationswerkzeugs (z. B. von einem Forscher, Kliniker, Arzt, Wissenschaftler usw.) eingestellt oder fein abgestimmt werden, um Ground-Truth-Daten zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können in einigen Beispielen beschriftete Klinikdaten 3812 (z. B. Annotationen, die von einem Kliniker, Arzt, Wissenschaftler, Techniker usw. bereitgestellt werden) als Ground-Truth-Daten für das Training eines Modells des maschinellen Lernens verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die KI-gestützten Annotationen 3810, beschrifteten Klinikdaten 3812 oder eine Kombination davon als Ground-Truth-Daten für das Training eines Modells des maschinellen Lernens verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein trainiertes Modell des maschinellen Lernens als Ausgabemodell 3816 bezeichnet werden und durch das Einsatzsystem 3806 verwendet werden, wie hierin beschrieben.In at least one embodiment, a training pipeline 3904 ( 39 ) Include a scenario in which the establishment 3802 trained their own machine learning model or has an existing machine learning model that needs to be optimized or updated. In at least one embodiment, imaging data 3808 generated by imaging device (s), sequencing devices, and / or other types of devices. In at least one embodiment, once imaging data 3808 received, the AI-supported annotation 3810 can be used to aid in generating annotations that support the imaging data 3808 to be used as ground truth data for a machine learning model. In at least one embodiment, the AI-assisted annotation 3810 include one or more machine learning models (e.g., convolutional neural networks (CNNs)) that can be trained to generate annotations that correspond to the particular types of imaging data 3808 (e.g. from certain devices) and / or certain types of anomalies in the imaging data 3808 correspond. In at least one embodiment, the AI-supported annotations 3810 then used directly or adjusted or fine-tuned using an annotation tool (e.g., by a researcher, clinician, doctor, scientist, etc.) to generate ground truth data. In at least one embodiment, in some examples, labeled clinical data 3812 (e.g., annotations provided by a clinician, doctor, scientist, technician, etc.) can be used as ground truth data for training a machine learning model. In at least one embodiment, the AI-supported annotations 3810 , labeled clinic data 3812 or a combination thereof can be used as ground truth data for training a machine learning model. In at least one embodiment, a trained machine learning model can be used as the output model 3816 are designated and by the deployment system 3806 can be used as described herein.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Trainingspipeline 3904 (39) ein Szenario beinhalten, in dem die Einrichtung 3802 ein Modell des maschinellen Lernens zur Verwendung beim Durchführen eines oder mehrerer Verarbeitungs-Tasks für eine oder mehrere Anwendungen in dem Einsatzsystem 3806 benötigt, die Einrichtung 3802 aber möglicherweise derzeit kein derartiges Modell des maschinellen Lernens aufweist (oder möglicherweise kein Modell aufweist, das für derartige Zwecke optimiert, effizient oder effektiv ist). In mindestens einer Ausführungsform kann ein bestehendes Modell des maschinellen Lernens aus der Modellregistrierungsdatenbank 3824 ausgewählt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Modellregistrierungsdatenbank 3824 Modelle des maschinellen Lernens beinhalten, die zum Durchführen einer Vielfalt von unterschiedlichen Inferenz-Tasks an Bildgebungsdaten trainiert sind. In mindestens einer Ausführungsform können die Modelle des maschinellen Lernens in der Modellregistrierungsdatenbank 3824 an Bildgebungsdaten von anderen Einrichtungen als der Einrichtung 3802 trainiert worden sein (z. B. Einrichtungen, die sich an einem anderen Ort befinden). In mindestens einer Ausführungsform können die Modelle des maschinellen Lernens an Bildgebungsdaten von einem Ort, zwei Orten oder einer beliebigen Anzahl von Orten trainiert worden sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das Training beim Trainieren an Bildgebungsdaten von einem spezifischen Ort an diesem Ort oder mindestens auf eine Weise stattfinden, mit der die Vertraulichkeit der Bildgebungsdaten geschützt wird oder die Übermittlung der Bildgebungsdaten außerhalb der Räumlichkeiten eingeschränkt wird (z. B. zur Einhaltung von HIPAA-Vorschriften, Datenschutzvorschriften usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann ein Modell des maschinellen Lernens, sobald es an einem Ort trainiert - oder teilweise trainiert - wurde, zur Modellregistrierungsdatenbank 3824 hinzugefügt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Modell des maschinellen Lernens dann in einer beliebigen Anzahl von anderen Einrichtungen erneut trainiert oder aktualisiert werden und ein erneut trainiertes oder aktualisiertes Modell kann in der Modellregistrierungsdatenbank 3824 verfügbar gemacht werden. In mindestens einer Ausführungsform kann dann ein Modell des maschinellen Lernens aus der Modellregistrierungsdatenbank 3824 ausgewählt werden - und als Ausgabemodell 3816 bezeichnet werden - und in dem Einsatzsystem 3806 verwendet werden, um einen oder mehrere Verarbeitungs-Tasks für eine oder mehrere Anwendungen eines Einsatzsystems durchzuführen.In at least one embodiment, the training pipeline 3904 ( 39 ) Include a scenario in which the establishment 3802 a machine learning model for use in performing one or more processing tasks for one or more applications in the deployment system 3806 needed the facility 3802 but may not currently have such a machine learning model (or may not have a model that is optimized, efficient, or effective for such purposes). In at least one embodiment, an existing machine learning model can be extracted from the model registration database 3824 to be chosen. In at least one embodiment, the model registration database 3824 Include machine learning models trained to perform a variety of different inference tasks on imaging data. In at least one embodiment, the machine learning models can be stored in the model registration database 3824 to imaging data from facilities other than the facility 3802 have been trained (e.g. facilities located in a different location). In at least one embodiment, the machine learning models can be applied to imaging data from one location, two locations, or any number of Have been trained in places. In at least one embodiment, the training when training on imaging data can take place from a specific location at that location or at least in a way that protects the confidentiality of the imaging data or restricts the transmission of the imaging data outside of the premises (e.g. for compliance of HIPAA regulations, data protection regulations, etc.). In at least one embodiment, once a machine learning model has been trained - or partially trained - in a location, it can be added to the model registration database 3824 to be added. In at least one embodiment, a machine learning model can then be retrained or updated at any number of other facilities and a retrained or updated model can be stored in the model registry 3824 be made available. In at least one embodiment, a machine learning model can then be obtained from the model registration database 3824 can be selected - and as an output model 3816 are designated - and in the deployment system 3806 can be used to carry out one or more processing tasks for one or more applications of a deployment system.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Trainingspipeline 3904 (39) in einem Szenario verwendet werden, das beinhaltet, dass die Einrichtung 3802 ein Modell des maschinellen Lernens zur Verwendung beim Durchführen eines oder mehrerer Verarbeitungs-Tasks für eine oder mehrere Anwendungen in dem Einsatzsystem 3806 erfordert, die Einrichtung 3802 aber möglicherweise derzeit kein derartiges Modell des maschinellen Lernens aufweist (oder möglicherweise kein Modell aufweist, das für derartige Zwecke optimiert, effizient oder effektiv ist). In mindestens einer Ausführungsform könnte ein aus der Modellregistrierungsdatenbank 3824 ausgewähltes Modell des maschinellen Lernens aufgrund von Unterschieden bei den Populationen, genetischen Variationen, der Robustheit der zum Trainieren eines Modells des maschinellen Lernens verwendeten Trainingsdaten, der Verschiedenartigkeit der Anomalien der Trainingsdaten und/oder anderer Probleme mit den Trainingsdaten nicht für die in der Einrichtung 3802 erzeugten Bildgebungsdaten 3808 fein abgestimmt oder optimiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die KI-gestützte Annotation 3810 verwendet werden, um beim Erzeugen von Annotationen zu helfen, die den Bildgebungsdaten 3808 entsprechen, die als Ground-Truth-Daten für das erneute Trainieren oder Aktualisieren eines Modells des maschinellen Lernens verwendet werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform können beschriftete Klinikdaten 3812 (z. B. Annotationen, die von einem Kliniker, Arzt, Wissenschaftler usw. bereitgestellt werden) als Ground-Truth-Daten für das Training eines Modells des maschinellen Lernens verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das erneute Trainieren oder Aktualisieren eines Modells des maschinellen Lernens als Modelltraining 3814 bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Modelltraining 3814 - z. B. KI-gestützte Annotationen 3810, beschriftete Klinikdaten 3812 oder eine Kombination davon - als Ground-Truth-Daten für das erneute Training oder Aktualisieren eines Modells des maschinellen Lernens verwendet werden.In at least one embodiment, the training pipeline 3904 ( 39 ) can be used in a scenario that involves the establishment 3802 a machine learning model for use in performing one or more processing tasks for one or more applications in the deployment system 3806 requires the establishment 3802 but may not currently have such a machine learning model (or may not have a model that is optimized, efficient, or effective for such purposes). In at least one embodiment, one could be from the model registry 3824 Machine learning model selected due to population differences, genetic variations, the robustness of the training data used to train a machine learning model, the diversity of the anomalies in the training data, and / or other problems with the training data not for those at the facility 3802 generated imaging data 3808 fine-tuned or optimized. In at least one embodiment, the AI-assisted annotation 3810 can be used to aid in generating annotations that support the imaging data 3808 to be used as ground truth data for retraining or updating a machine learning model. In at least one embodiment, labeled clinical data 3812 (e.g., annotations provided by a clinician, doctor, scientist, etc.) can be used as ground truth data for training a machine learning model. In at least one embodiment, retraining or updating a machine learning model may be model training 3814 are designated. In at least one embodiment, the model training 3814 - e.g. B. AI-supported annotations 3810 , labeled clinic data 3812 or a combination thereof - used as ground truth data for retraining or updating a machine learning model.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 Software 3818, Dienste 3820, Hardware 3822 und/oder andere Komponenten, Merkmale und Funktionalitäten beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 einen Software-„Stapel“ beinhalten, sodass die Software 3818 auf den Diensten 3820 aufgebaut sein kann und die Dienste 3820 verwenden kann, um einige oder alle Verarbeitungs-Tasks durchzuführen, und die Dienste 3820 und die Software 3818 können auf der Hardware 3822 aufgebaut sein und die Hardware 3822 verwenden, um Verarbeitungs-, Speicher- und/oder andere Rechen-Tasks des Einsatzsystems 3806 auszuführen.In at least one embodiment, the deployment system 3806 software 3818 , Services 3820 , Hardware 3822 and / or include other components, features and functionalities. In at least one embodiment, the deployment system 3806 include a software “stack” so that the software 3818 on the services 3820 can be built and the services 3820 can use to perform some or all of the processing tasks and the services 3820 and the software 3818 can on the hardware 3822 be built and the hardware 3822 use to perform processing, storage and / or other arithmetic tasks of the deployment system 3806 to execute.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Software 3818 eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Containern beinhalten, wobei jeder Container eine Instanziierung einer Anwendung ausführen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann jede Anwendung einen oder mehrere Verarbeitungs-Tasks in einer weiterentwickelten Verarbeitungs- und Inferenzpipeline durchführen (z. B. Inferenz, Objektdetektion, Merkmalsdetektion, Segmentierung, Bildverbesserung, Kalibrierung usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann für jeden Typ von Bildgebungsvorrichtung (z. B. CT, MRT, Röntgen, Ultraschall, Sonografie, Echokardiografie usw.), Sequenzierungsvorrichtung, Radiologievorrichtung, Genomikvorrichtung usw. eine beliebige Anzahl von Containern vorhanden sein, die einen Datenverarbeitungs-Task in Bezug auf Bildgebungsdaten 3808 (oder andere Datentypen, wie etwa die hierin beschriebenen), die durch eine Vorrichtung erzeugt werden, durchführen können. In mindestens einer Ausführungsform kann eine weiterentwickelte Verarbeitungs- und Inferenzpipeline auf Grundlage von Auswahlen unterschiedlicher Container definiert werden, die zum Verarbeiten von Bildgebungsdaten 3808 gewünscht oder erforderlich sind, zusätzlich zu Containern, die Bildgebungsdaten zur Verwendung durch jeden Container und/oder zur Verwendung durch die Einrichtung 3802 nach dem Verarbeiten durch eine Pipeline empfangen und konfigurieren (z. B. zur Rückkonvertierung von Ausgaben in einen verwendbaren Datentyp, wie etwa Daten der digitalen Bildgebung und Kommunikation in der Medizin (digital imaging and communications in medicine - DICOM), Daten eines Radiologieinformationssystems (radiology information system - RIS), Daten eines Klinikinformationssystems (clinical information system - CIS), Daten zum Aufruf einer entfernten Prozedur (remote procedure call - RPC), Daten, die im Wesentlichen mit einer Schnittstelle zur Darstellungszustandsübermittlung (representation state transfer - REST) konform sind, Daten, die im Wesentlichen mit einer dateibasierten Schnittstelle konform sind, und/oder Rohdaten, zur Speicherung und Anzeige in der Einrichtung 3802). In mindestens einer Ausführungsform kann eine Kombination von Containern innerhalb der Software 3818 (die z. B. eine Pipeline bilden) als virtuelles Instrument bezeichnet werden (wie hierin detaillierter beschrieben) und ein virtuelles Instrument kann Dienste 3820 und Hardware 3822 ausnutzen, um einige oder alle Verarbeitungs-Tasks von in Containern instanziierten Anwendungen auszuführen.In at least one embodiment, the software 3818 contain any number of different containers, each container being able to instantiate an application. In at least one embodiment, each application can perform one or more processing tasks in an advanced processing and inference pipeline (e.g., inference, object detection, feature detection, segmentation, image enhancement, calibration, etc.). In at least one embodiment, for each type of imaging device (e.g., CT, MRI, X-ray, ultrasound, sonography, echocardiography, etc.), sequencing device, radiology device, genomics device, etc., there may be any number of containers that perform a data processing task in relation to imaging data 3808 (or other types of data such as those described herein) generated by a device. In at least one embodiment, an advanced processing and inference pipeline can be defined based on selections of different containers that are used to process imaging data 3808 what is desired or required, in addition to containers, is the imaging data for use by each container and / or for use by the facility 3802 received and configured after processing through a pipeline (e.g. to convert outputs back into a usable data type, such as data from digital imaging and communications in medicine (DICOM), data from a radiology information system ( radiology information system - RIS), data from a clinical information system (CIS), data for calling up a remote procedure call (RPC), data that essentially conforms to an interface for representation state transfer (REST) are, data that are substantially compliant with a file-based interface, and / or raw data, for storage and display in the facility 3802 ). In at least one embodiment, a combination of containers within the software 3818 (e.g. forming a pipeline) can be referred to as a virtual instrument (as described in more detail herein) and a virtual instrument can provide services 3820 and hardware 3822 to perform some or all of the processing tasks of containerized applications.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Datenverarbeitungspipeline Eingabedaten (z. B. Bildgebungsdaten 3808) in einem DICOM-, RIS-, CIS-, REST-konformen, RPC-, Rohdaten- und/oder anderen Format als Reaktion auf eine Inferenzanforderung (z. B. eine Anforderung von einem Benutzer des Einsatzsystems 3806, wie etwa einem Kliniker, einem Arzt, einem Radiologen usw.) empfangen. In mindestens einer Ausführungsform können die Eingabedaten für ein oder mehrere Bilder, Videos und/oder andere Datendarstellungen repräsentativ sein, die durch eine oder mehrere Bildgebungsvorrichtungen, Sequenzierungsvorrichtungen, Radiologievorrichtungen, Genomikvorrichtungen und/oder andere Vorrichtungstypen erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Daten als Teil der Datenverarbeitungspipeline einer Vorverarbeitung unterzogen werden, um die Daten für die Verarbeitung durch eine oder mehrere Anwendungen vorzubereiten. In mindestens einer Ausführungsform kann Nachverarbeitung an einer Ausgabe eines oder mehrerer Inferenz-Tasks oder anderer Verarbeitungs-Tasks einer Pipeline durchgeführt werden, um Ausgabedaten für eine nächste Anwendung vorzubereiten und/oder um Ausgabedaten für die Übertragung und/oder Verwendung durch einen Benutzer vorzubereiten (z. B. als Reaktion auf eine Inferenzanforderung). In mindestens einer Ausführungsform können Inferenz-Tasks durch ein oder mehrere Modelle des maschinellen Lernens durchgeführt werden, wie etwa trainierte oder eingesetzte neuronale Netze, die Ausgabemodelle 3816 des Trainingssystems 3804 beinhalten können.In at least one embodiment, a data processing pipeline may include input data (e.g., imaging data 3808 ) in a DICOM, RIS, CIS, REST-compliant, RPC, raw data and / or other format in response to an inference request (e.g. a request from a user of the deployment system 3806 such as a clinician, doctor, radiologist, etc.). In at least one embodiment, the input data may be representative of one or more images, videos, and / or other data representations generated by one or more imaging devices, sequencing devices, radiology devices, genomics devices, and / or other types of devices. In at least one embodiment, the data may be preprocessed as part of the data processing pipeline to prepare the data for processing by one or more applications. In at least one embodiment, post-processing can be performed on an output of one or more inference tasks or other processing tasks of a pipeline in order to prepare output data for a next application and / or to prepare output data for transmission and / or use by a user (e.g. B. in response to an inference request). In at least one embodiment, inference tasks can be performed by one or more models of machine learning, such as trained or deployed neural networks, the output models 3816 of the training system 3804 may include.
In mindestens einer Ausführungsform können die Tasks der Datenverarbeitungspipeline in einem Container(n) eingekapselt sein, die jeweils eine diskrete, voll funktionsfähige Instanziierung einer Anwendung und einer virtualisierten Rechenumgebung darstellen, die dazu in der Lage ist, sich auf Modelle des maschinellen Lernens zu beziehen. In mindestens einer Ausführungsform können Container oder Anwendungen in einem privaten (z. B. zugriffsbeschränkten) Bereich einer Containerregistrierungsdatenbank (hierin detaillierter beschrieben) veröffentlicht werden und trainierte oder eingesetzte Modelle können in der Modellregistrierungsdatenbank 3824 gespeichert und mit einer oder mehreren Anwendungen assoziiert werden. In mindestens einer Ausführungsform können Abbilder von Anwendungen (z. B. Containerabbilder) in einer Containerregistrierungsdatenbank verfügbar sein und sobald es durch einen Benutzer aus einer Containerregistrierungsdatenbank für den Einsatz in einer Pipeline ausgewählt wurde, kann ein Abbild verwendet werden, um einen Container für eine Instanziierung einer Anwendung zur Verwendung durch das System eines Benutzers zu erzeugen.In at least one embodiment, the tasks of the data processing pipeline can be encapsulated in a container (s), each of which represents a discrete, fully functional instantiation of an application and a virtualized computing environment that is able to refer to models of machine learning. In at least one embodiment, containers or applications can be published in a private (e.g., restricted access) area of a container registration database (described in greater detail herein) and trained or deployed models can be stored in the model registration database 3824 saved and associated with one or more applications. In at least one embodiment, images of applications (e.g., container images) can be available in a container registry, and once selected by a user from a container registry for use in a pipeline, an image can be used to create a container for instantiation an application for use by a user's system.
In mindestens einer Ausführungsform können Entwickler (z. B. Software-Entwickler, Kliniker, Ärzte usw.) Anwendungen (z. B. als Container) zum Durchführen von Bildverarbeitung und/oder Inferenz an zugeführten Daten entwickeln, veröffentlichen und speichern. In mindestens einer Ausführungsform kann die Entwicklung, Veröffentlichung und/oder Speicherung unter Verwendung eines Software-Entwicklungskits (software development kit - SDK) durchgeführt werden, das mit einem System assoziiert ist (um z. B. sicherzustellen, dass eine entwickelte Anwendung und/oder ein entwickelter Container mit einem System konform oder kompatibel ist). In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anwendung, die entwickelt wird, lokal (z. B. in einer ersten Einrichtung, an Daten von einer ersten Einrichtung) mit einem SDK geprüft werden, das mindestens einige der Dienste 3820 als System (z. B. System 3900 aus 39) unterstützen kann. Da DICOM-Objekte zwischen einem und Hunderten von Bildern oder anderen Datentypen enthalten können, und aufgrund einer Variation der Daten, kann ein Entwickler in mindestens einer Ausführungsform für das Verwalten (z. B. das Festlegen von Konstrukten für, den Einbau von Vorverarbeitung in eine Anwendung usw.) der Extraktion und Vorbereitung eingehender DICOM-Daten zuständig sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anwendung, sobald sie durch das System 3900 validiert wurde (z. B. bezüglich Genauigkeit, Sicherheit, Patientendatenschutz usw.), in einer Containerregistrierungsdatenbank zur Auswahl und/oder Implementation durch einen Benutzer (z. B. ein Krankenhaus, eine Klinik, ein Labor, einen Gesundheitsdienstleister usw.) verfügbar sein, um einen oder mehrere Verarbeitungs-Tasks in Bezug auf Daten in einer Einrichtung (z. B. einer zweiten Einrichtung) eines Benutzers durchzuführen.In at least one embodiment, developers (e.g. software developers, clinicians, doctors, etc.) can develop, publish and store applications (e.g. as containers) for performing image processing and / or inference on supplied data. In at least one embodiment, development, publication, and / or storage may be performed using a software development kit (SDK) associated with a system (e.g., to ensure that a developed application and / or a developed container is compliant or compatible with a system). In at least one embodiment, an application that is being developed can be checked locally (e.g., at a first facility, on data from a first facility) with an SDK that includes at least some of the services 3820 as a system (e.g. system 3900 out 39 ) can support. Because DICOM objects can contain between one and hundreds of images or other types of data, and because of a variation in the data, in at least one embodiment a developer can use for management (e.g., setting constructs for, building preprocessing into a Application etc.) be responsible for the extraction and preparation of incoming DICOM data. In at least one embodiment, an application can once it through the system 3900 validated (e.g. for accuracy, security, patient privacy, etc.), be available in a container registry for selection and / or implementation by a user (e.g., hospital, clinic, laboratory, healthcare provider, etc.) to perform one or more processing tasks related to data in a device (e.g., a second device) of a user.
In mindestens einer Ausführungsform können Entwickler dann Anwendungen oder Container durch ein Netz für den Zugriff und die Verwendung durch Benutzer eines Systems (z. B. des Systems 3900 aus 39) teilen. In mindestens einer Ausführungsform können abgeschlossene und validierte Anwendungen oder Container in einer Containerregistrierungsdatenbank gespeichert werden und damit assoziierte Modelle des maschinellen Lernens in der Modellregistrierungsdatenbank 3824 gespeichert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine anfordernde Entität (z. B. ein Benutzer in einer medizinischen Einrichtung) - die eine Inferenz- oder Bildverarbeitungsanforderung bereitstellt - eine Containerregistrierungsdatenbank und/oder Modellregistrierungsdatenbank 3824 nach einer Anwendung, einem Container, einem Datensatz, einem Modell des maschinellen Lernens usw. durchsuchen, eine gewünschte Kombination von Elementen zur Aufnahme in die Datenverarbeitungspipeline auswählen und eine Bildverarbeitungsanforderung absenden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anforderung Eingabedaten (und in einigen Beispielen damit assoziierte Patientendaten) beinhalten, die zum Durchführen einer Anforderung notwendig sind, und/oder eine Auswahl von Anwendung(en) und/oder Modellen des maschinellen Lernens beinhalten, die bei der Verarbeitung einer Anforderung ausgeführt werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anforderung dann an eine oder mehrere Komponenten des Einsatzsystems 3806 (z. B. eine Cloud) übergeben werden, um die Verarbeitung der Datenverarbeitungspipeline durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Verarbeitung durch das Einsatzsystem 3806 die Referenzierung ausgewählter Elemente (z. B. Anwendungen, Container, Modelle usw.) aus einer Containerregistrierungsdatenbank und/oder Modellregistrierungsdatenbank 3824 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können, sobald Ergebnisse durch eine Pipeline erzeugt wurden, die Ergebnisse als Referenz an einen Benutzer zurückgegeben werden (z. B. zur Ansicht in einer Ansichtanwendungssuite, die auf einer lokalen Arbeitsstation oder einem lokalen Endgerät in den Räumlichkeiten ausgeführt wird). In mindestens einer Ausführungsform kann ein Radiologe Ergebnisse von einer Datenverarbeitungspipeline empfangen, die eine beliebige Anzahl von Anwendungen und/oder Containern beinhaltet, wobei die Ergebnisse Anomaliedetektion in Röntgenbildern, CT-Scans, MRTs usw. beinhalten können.In at least one embodiment, developers can then network applications or containers for access and use by users of a system (e.g., the system 3900 out 39 ) divide. In at least one embodiment, closed and validated applications or containers can be stored in a container registration database, and machine learning models associated therewith can be stored in the model registration database 3824 get saved. In at least one embodiment, a requesting entity (e.g., a user in a medical facility) - providing an inference or image processing request - may have a container registration database and / or a model registration database 3824 Search for an application, container, data set, machine learning model, etc., select a desired combination of items to include in the data processing pipeline, and submit an image processing request. In at least one embodiment, a request may include input data (and patient data associated therewith in some examples) necessary to complete a request and / or a selection of machine learning application (s) and / or models that are used in the processing a request should be executed. In at least one embodiment, a request can then be made to one or more components of the deployment system 3806 (e.g. a cloud) to perform the processing of the data processing pipeline. In at least one embodiment, processing by the deployment system 3806 referencing selected elements (e.g. applications, containers, models, etc.) from a container registration database and / or model registration database 3824 include. In at least one embodiment, once results have been generated by a pipeline, the results may be returned to a user for reference (e.g., for viewing in a viewing application suite running on a local workstation or terminal on the premises). In at least one embodiment, a radiologist may receive results from a data processing pipeline that includes any number of applications and / or containers, where the results may include abnormality detection in x-rays, CT scans, MRIs, and so on.
In mindestens einer Ausführungsform können zur Unterstützung der Verarbeitung oder Ausführung von Anwendungen oder Containern in Pipelines die Dienste 3820 ausgenutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Dienste 3820 Rechendienste, Dienste für künstliche Intelligenz (KI), Visualisierungsdienste und/oder andere Diensttypen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Dienste 3820 eine Funktionalität bereitstellen, die eine oder mehrere Anwendungen in der Software 3818 gemeinsam haben, sodass die Funktionalität zu einem Dienst abstrahiert werden kann, der durch Anwendungen aufgerufen oder ausgenutzt werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die durch die Dienste 3820 bereitgestellte Funktionalität dynamisch und effizienter laufen, während sie ebenfalls gut skalierbar ist, indem es Anwendungen erlaubt wird, Daten parallel zu verarbeiten (z. B. unter Verwendung einer Parallelrechenplattform 3930 (39)). Anstatt dass jede Anwendung, die eine gleiche Funktionalität teilt, die durch einen Dienst 3820 angeboten wird, eine entsprechende Instanz des Dienstes 3820 aufweisen muss, kann der Dienst 3820 in mindestens einer Ausführungsform von verschiedenen Anwendungen gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Dienste einen Inferenzserver oder eine Inferenz-Engine beinhalten, der/die als nicht einschränkende Beispiele zum Ausführen von Detektions- oder Segmentierungs-Tasks verwendet werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Modelltrainingsdienst enthalten sein, der die Fähigkeit bereitstellen kann, Modelle des maschinellen Lernens zu trainieren und/oder erneut zu trainieren. In mindestens einer Ausführungsform kann ferner ein Datenerweiterungsdienst enthalten sein, der die Extraktion, Größenänderung, Skalierung und/oder andere Erweiterung von GPU-beschleunigten Daten (z. B. DICOM-Daten, RIS-Daten, CIS-Daten, REST-konformen Daten, RPC-Daten, Rohdaten usw.) bereitstellen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Visualisierungsdienst verwendet werden, der Bild-Rendering-Effekte - wie etwa Strahlverfolgung, Rasterung, Entrauschen, Schärfung usw. - hinzufügen kann, um zweidimensionale (2D) und/oder dreidimensionale (3D) Modelle realistischer zu gestalten. In mindestens einer Ausführungsform können Dienste für virtuelle Instrumente enthalten sein, die Strahlformung, Segmentierung, Inferenzieren, Bildgebung und/oder Unterstützung für andere Anwendungen innerhalb von Pipelines virtueller Instrumente bereitstellen.In at least one embodiment, to support the processing or execution of applications or containers in pipelines, the services 3820 be exploited. In at least one embodiment, the services 3820 Include computing services, artificial intelligence (AI) services, visualization services, and / or other types of services. In at least one embodiment, the services 3820 provide functionality that one or more applications in the software 3818 have in common so that the functionality can be abstracted into a service that can be called or used by applications. In at least one embodiment, the services 3820 The functionality provided runs dynamically and more efficiently, while it is also easily scalable by allowing applications to process data in parallel (e.g. using a parallel computing platform 3930 ( 39 )). Instead of having every application that shares the same functionality that is provided by a service 3820 is offered a corresponding instance of the service 3820 must have, the service can 3820 be shared by different applications in at least one embodiment. In at least one embodiment, the services may include an inference server or engine that, as non-limiting examples, may be used to perform detection or segmentation tasks. In at least one embodiment, a model training service may be included that may provide the ability to train and / or retrain models of machine learning. In at least one embodiment, a data expansion service can also be included that enables the extraction, resizing, scaling and / or other expansion of GPU-accelerated data (e.g. DICOM data, RIS data, CIS data, REST-compliant data, RPC data, raw data, etc.). In at least one embodiment, a visualization service can be used that can add image rendering effects - such as ray tracing, rasterization, noise reduction, sharpening, etc. - to make two-dimensional (2D) and / or three-dimensional (3D) models more realistic. In at least one embodiment, virtual instrument services may be included that provide beamforming, segmentation, inferencing, imaging, and / or support for other applications within virtual instrument pipelines.
In mindestens einer Ausführungsform, in der ein Dienst 3820 einen KI-Dienst (z. B. einen Inferenzdienst) beinhaltet, können ein oder mehrere Modelle des maschinellen Lernens, die mit einer Anwendung zur Anomaliedetektion (z. B. Tumoren, Wachstumsauffälligkeiten, Narbenbildung usw.) assoziiert sind, ausgeführt werden, indem ein Inferenzdienst (z. B. ein Inferenzserver) aufgerufen wird (z. B. als API-Aufruf), um Modell(e) des maschinellen Lernens oder deren Verarbeitung als Teil der Anwendungsausführung auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform, in der eine andere Anwendung ein oder mehrere Modelle des maschinellen Lernens für Segmentierungs-Tasks beinhaltet, kann eine Anwendung einen Inferenzdienst aufrufen, um Modelle des maschinellen Lernens zum Durchführen einer oder mehrerer mit Segmentierungs-Tasks assoziierten Verarbeitungsoperationen auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Software 3818, die eine weiterentwickelte Verarbeitungs- und Inferenzpipeline implementiert, die eine Segmentierungsanwendung und eine Anomaliedetektionsanwendung beinhaltet, gestrafft werden, da jede Anwendung einen gleichen Inferenzdienst zum Durchführen eines oder mehrerer Inferenz-Tasks aufrufen kann.In at least one embodiment in which a service 3820 includes an AI service (e.g., an inference service), one or more machine learning models associated with an anomaly detection application (e.g., tumors, growth abnormalities, scarring, etc.) can be executed using a Inference service (e.g. an inference server) is called (e.g. as an API call) to execute machine learning model (s) or to process them as part of application execution. In at least one embodiment where another application includes one or more machine learning models for segmentation tasks, an application can invoke an inference service to execute machine learning models for performing one or more processing operations associated with segmentation tasks. In at least one embodiment, the software 3818 who implements an advanced processing and inference pipeline that includes a segmentation application and includes an anomaly detection application, since each application can invoke a same inference service to perform one or more inference tasks.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Hardware 3822 GPUs, CPUs, Grafikkarten, ein KI-/Deep-Learning-System (z. B. einen KI-Supercomputer wie etwa das DGX-Supercomputersystem von NVIDIA), eine Cloud-Plattform oder eine Kombination davon beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können unterschiedliche Typen von Hardware 3822 verwendet werden, um eine effiziente, speziell entwickelte Unterstützung für Software 3818 und Dienste 3820 in dem Einsatzsystem 3806 bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Verwendung von GPU-Verarbeitung für die lokale Verarbeitung (z. B. in der Einrichtung 3802), innerhalb eines KI/Deep-Learning-Systems, in einem Cloud-System und/oder in anderen Verarbeitungskomponenten des Einsatzsystems 3806 implementiert werden, um die Effizienz, Genauigkeit und Wirksamkeit von Bildverarbeitung, Bildrekonstruktion, Segmentierung, MRT-Untersuchungen, Schlaganfall- oder Herzinfarktdetektion (z. B. in Echtzeit), Bildqualität beim Rendern usw. zu verbessern. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Einrichtung Bildgebungsvorrichtungen, Genomikvorrichtungen, Sequenzierungsvorrichtungen und/oder andere Vorrichtungstypen in den Räumlichkeiten beinhalten, die GPUs ausnutzen können, um Bildgebungsdaten zu erzeugen, die für die Anatomie eines Probanden repräsentativ sind.In at least one embodiment, the hardware 3822 Include GPUs, CPUs, graphics cards, an AI / deep learning system (e.g. an AI supercomputer such as NVIDIA's DGX supercomputer system), a cloud platform, or a combination thereof. In at least one embodiment, different types of hardware 3822 used to provide efficient, purpose-built support for software 3818 and services 3820 in the deployment system 3806 provide. In at least one embodiment, GPU processing can be used for local processing (e.g., at the facility 3802 ), within an AI / deep learning system, in a cloud system and / or in other processing components of the deployment system 3806 can be implemented to improve the efficiency, accuracy and effectiveness of image processing, image reconstruction, segmentation, MRI exams, stroke or heart attack detection (e.g. in real time), image quality when rendering, etc. In at least one embodiment, a facility may include imaging devices, genomics devices, sequencing devices, and / or other types of devices on the premises that GPUs can exploit to generate imaging data representative of a subject's anatomy.
In mindestens einer Ausführungsform können die Software 3818 und/oder die Dienste 3820 als nicht einschränkende Beispiele für die GPU-Verarbeitung in Bezug auf Deep Learning, maschinelles Lernen und/oder Datenverarbeitung mit hoher Rechenleistung optimiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann mindestens ein Teil der Rechenumgebung des Einsatzsystems 3806 und/oder des Trainingssystems 3804 in einem Rechenzentrum auf einem oder mehreren Supercomputern oder Rechensystemen mit hoher Rechenleistung mit GPU-optimierter Software (z. B. Hardware- und Software-Kombination des DGX-Systems von NVIDIA) ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Rechenzentren mit HIPAA-Bestimmungen konform sein, sodass der Empfang, die Verarbeitung und die Übertragung von Bildgebungsdaten und/oder anderen Patientendaten in Bezug auf den Schutz von Patientendaten sicher gehandhabt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Hardware 3822 eine beliebige Anzahl von GPUs beinhalten, die zur parallelen Verarbeitung von Daten, wie hierin beschrieben, aufgerufen werden können. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud-Plattform ferner GPU-Verarbeitung für die GPU-optimierte Ausführung von Deep-Learning-Tasks, Tasks des maschinellen Lernens oder anderen Rechen-Tasks beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud-Plattform (z. B. NGC von NVIDIA) unter Verwendung von KI-/Deep-Learning-Supercomputer(n) und/oder GPU-optimierter Software (z. B. wie auf DGX-Systemen von NVIDIA bereitgestellt) als Hardware-Abstraktions- und -Skalierungsplattform ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud-Plattform ein Anwendungscontainer-Clustering-System oder Orchestrierungssystem (z. B. KUBERNETES) auf mehreren GPUs integrieren, um eine nahtlose Skalierung und Lastverteilung zu ermöglichen.In at least one embodiment, the software 3818 and / or the services 3820 be optimized as non-limiting examples of GPU processing in relation to deep learning, machine learning, and / or high-computational computing. In at least one embodiment, at least part of the computing environment of the deployment system 3806 and / or the training system 3804 be executed in a data center on one or more supercomputers or computing systems with high computing power with GPU-optimized software (e.g. hardware and software combination of the DGX system from NVIDIA). In at least one embodiment, data centers may be compliant with HIPAA regulations so that the receipt, processing, and transmission of imaging data and / or other patient data are safely handled with regard to the protection of patient data. In at least one embodiment, the hardware 3822 include any number of GPUs that can be invoked to process data in parallel as described herein. In at least one embodiment, the cloud platform can further include GPU processing for GPU-optimized execution of deep learning tasks, machine learning tasks, or other computing tasks. In at least one embodiment, the cloud platform (e.g., NGC from NVIDIA) can be configured using AI / deep learning supercomputer (s) and / or GPU-optimized software (e.g., such as on DGX systems from NVIDIA provided) as a hardware abstraction and scaling platform. In at least one embodiment, the cloud platform can integrate an application container clustering system or orchestration system (e.g. KUBERNETES) on multiple GPUs to enable seamless scaling and load sharing.
39 ist eine Systemdarstellung für ein beispielhaftes System 3900 zum Erzeugen und Einsetzen einer Bildgebungseinsatzpipeline gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 verwendet werden, um den Prozess 3800 aus 38 und/oder andere Prozesse, einschließlich weiterentwickelter Verarbeitungs- und Inferenzpipelines, zu implementieren. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 das Trainingssystem 3804 und das Einsatzsystem 3806 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können das Trainingssystem 3804 und das Einsatzsystem 3806 unter Verwendung von Software 3818, Diensten 3820 und/oder Hardware 3822, wie hierin beschrieben, implementiert werden. 39 is a system diagram for an exemplary system 3900 for creating and deploying an imaging deployment pipeline in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, the system 3900 used to the process 3800 out 38 and / or implement other processes, including advanced processing and inference pipelines. In at least one embodiment, the system 3900 the training system 3804 and the deployment system 3806 include. In at least one embodiment, the training system 3804 and the deployment system 3806 using software 3818 , Services 3820 and / or hardware 3822 as described herein.
In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 (z. B. das Trainingssystem 3804 und/oder das Einsatzsystem 3806) in einer Cloud-Computing-Umgebung implementiert sein (z. B. unter Verwendung der Cloud 3926). In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 lokal in Bezug auf eine Einrichtung des Gesundheitswesens oder als Kombination aus sowohl Cloud- als auch lokalen Rechenressourcen implementiert werden. In mindestens einer Ausführungsform können in Ausführungsformen, in denen Cloud Computing implementiert ist, Patientendaten von einer oder mehreren Komponenten des Systems 3900 getrennt oder nicht durch diese verarbeitet werden, was die Verarbeitung nicht konform mit HIPAA- und/oder anderen Vorschriften oder Gesetzen zur Datenhandhabung und zum Datenschutz machen würde. In mindestens einer Ausführungsform kann der Zugriff auf die APIs in der Cloud 3926 durch erlassene Sicherheitsmaßnahmen oder -protokolle auf autorisierte Benutzer beschränkt sein. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Sicherheitsprotokoll Web-Token beinhalten, die durch einen Authentifizierungsdienst (z. B. AuthN, AuthZ, Gluecon usw.) signiert sein können und eine zweckmäßige Autorisierung tragen können. In mindestens einer Ausführungsform können APIs von virtuellen Instrumenten (hierin beschrieben) oder anderen Instanziierungen des Systems 3900 auf einen Satz von öffentlichen IPs beschränkt sein, die für die Interaktion sicherheitsüberprüft oder autorisiert wurden.In at least one embodiment, the system 3900 (e.g. the training system 3804 and / or the deployment system 3806 ) be implemented in a cloud computing environment (e.g. using the cloud 3926 ). In at least one embodiment, the system 3900 implemented locally in relation to a healthcare facility or as a combination of both cloud and local computing resources. In at least one embodiment, in embodiments in which cloud computing is implemented, patient data from one or more components of the system 3900 processed separately or not through them, which would make the processing non-compliant with HIPAA and / or other data handling and privacy regulations or laws. In at least one embodiment, access to the APIs can be in the cloud 3926 restricted to authorized users by security measures or protocols in place. In at least one embodiment, a security protocol can contain web tokens that can be signed by an authentication service (e.g. AuthN, AuthZ, Gluecon, etc.) and can carry appropriate authorization. In at least one embodiment, APIs from virtual instruments (described herein) or other instantiations of the system 3900 Be limited to a set of public IPs that have been security cleared or authorized to interact.
In mindestens einer Ausführungsform können verschiedene Komponenten des Systems 3900 unter Verwendung beliebiger einer Vielfalt von unterschiedlichen Netztypen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, lokaler Netze (LANs) und/oder Weitverkehrsnetze (WANs), über drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationsprotokolle miteinander kommunizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Kommunikation zwischen Einrichtungen und Komponenten des Systems 3900 (z. B. zum Übertragen von Inferenzanforderungen, zum Empfangen von Ergebnissen von Inferenzanforderungen usw.) über einen Datenbus oder Datenbusse, drahtlose Datenprotokolle (Wi-Fi), drahtgebundene Datenprotokolle (z. B. Ethernet) usw. kommuniziert werden.In at least one embodiment, various components of the system 3900 communicate with one another using any of a variety of different network types including, but not limited to, local area networks (LANs) and / or wide area networks (WANs) via wired and / or wireless communication protocols. In at least one embodiment, the communication between devices and components of the system 3900 (e.g. for transmitting inference requests, receiving results of inference requests, etc.) via a data bus or buses, wireless data protocols (Wi-Fi), wired data protocols (e.g. Ethernet), etc.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Trainingssystem 3804 Trainingspipelines 3904 ausführen, die denjenigen ähnlich sind, die hierin in Bezug auf 38 beschrieben sind. In mindestens einer Ausführungsform, in der ein oder mehrere Modelle des maschinellen Lernens in Einsatzpipelines 3910 durch das Einsatzsystem 3806 verwendet werden sollen, können Trainingspipelines 3904 verwendet werden, um ein oder mehrere (z. B. vorab trainierte) Modelle zu trainieren oder erneut zu trainieren und/oder eines oder mehrere der vorab trainierten Modelle 3906 zu implementieren (z. B. ohne eine Notwendigkeit eines erneuten Trainings oder einer Aktualisierung). In mindestens einer Ausführungsform können als Ergebnis der Trainingspipelines 3904 Ausgabemodell(e) 3816 erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Trainingspipelines 3904 eine beliebige Anzahl von Verarbeitungsschritten beinhalten, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, die Konvertierung oder Anpassung von Bildgebungsdaten (oder anderen Eingabedaten) (z. B. unter Verwendung eines DICOM-Adapters 3902A zum Konvertieren von DICOM-Bildern in ein anderes Format, das für die Verarbeitung durch jeweilige Modelle des maschinellen Lernens geeignet ist, wie etwa das Format der Neuroimaging Informatics Technology Initiative (NIfTI)), KI-gestützte Annotation 3810, Beschriftung oder Annotation von Bildgebungsdaten 3808, um beschriftete Klinikdaten 3812 zu erzeugen, Modellauswahl aus einer Modellregistrierungsdatenbank, Modelltraining 3814, Training, erneutes Training oder Aktualisieren von Modellen und/oder andere Verarbeitungsschritte. In mindestens einer Ausführungsform können für unterschiedliche Modelle des maschinellen Lernens, die durch das Einsatzsystem 3806 verwendet werden, unterschiedliche Trainingspipelines 3904 verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann für ein erstes Modell des maschinellen Lernens eine Trainingspipeline 3904 verwendet werden, die einem ersten Beispiel ähnlich ist, das in Bezug auf 38 beschrieben ist, für ein zweites Modell des maschinellen Lernens eine Trainingspipeline 3904 verwendet werden, die einem zweiten Beispiel ähnlich ist, das in Bezug auf 38 beschrieben ist, und für ein drittes Modell des maschinelles Lernens eine Trainingspipeline 3904 verwendet werden, die einem dritten Beispiel ähnlich ist, das in Bezug auf 38 beschrieben ist. In mindestens einer Ausführungsform kann eine beliebige Kombination von Tasks innerhalb des Trainingssystems 3804 verwendet werden, in Abhängigkeit davon, was für jedes jeweilige Modell des maschinellen Lernens erforderlich ist. In mindestens einer Ausführungsform können eines oder mehrere der Modelle des maschinellen Lernens bereits trainiert und einsatzbereit sein, sodass die Modelle des maschinellen Lernens möglicherweise keiner Verarbeitung durch das Trainingssystem 3804 unterzogen werden und durch das Einsatzsystem 3806 implementiert werden können.In at least one embodiment, the training system 3804 Training pipelines 3904 similar to those described herein with respect to 38 are described. In at least one embodiment in which one or more machine learning models in deployment pipelines 3910 through the deployment system 3806 training pipelines can be used 3904 can be used to train or retrain one or more (e.g. pre-trained) models and / or one or more of the pre-trained models 3906 to implement (e.g. without the need for retraining or updating). In at least one embodiment, as a result of the training pipelines 3904 Output model (s) 3816 be generated. In at least one embodiment, the training pipelines 3904 any number of processing steps include, for example, but not limited to, converting or adapting imaging data (or other input data) (e.g., using a DICOM adapter 3902A for converting DICOM images to another format suitable for processing by respective machine learning models, such as the Neuroimaging Informatics Technology Initiative (NIfTI) format, AI-assisted annotation 3810 , Labeling or annotation of imaging data 3808 to get labeled clinic data 3812 to generate, model selection from a model registration database, model training 3814 , Training, retraining or updating models and / or other processing steps. In at least one embodiment, different machine learning models implemented by the deployment system 3806 different training pipelines are used 3904 be used. In at least one embodiment, a training pipeline can be used for a first machine learning model 3904 which is similar to a first example related to FIG 38 is described, a training pipeline for a second model of machine learning 3904 which is similar to a second example relating to 38 and for a third machine learning model, a training pipeline 3904 which is similar to a third example related to FIG 38 is described. In at least one embodiment, any combination of tasks within the training system 3804 can be used, depending on what is required for each particular machine learning model. In at least one embodiment, one or more of the machine learning models may already be trained and ready for use such that the machine learning models may not be processed by the training system 3804 are subjected to and through the deployment system 3806 can be implemented.
In mindestens einer Ausführungsform können die Ausgabemodell(e) 3816 und/oder die vorab trainierte(n) Modell(e) 3906 in Abhängigkeit von der Implementation oder Ausführungsform beliebige Typen von Modellen des maschinellen Lernens beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform und ohne Einschränkung können durch das System 3900 verwendete Modelle des maschinellen Lernens Modell(e) des maschinellen Lernens unter Verwendung von linearer Regression, logistischer Regression, Entscheidungsbäumen, Stützvektormaschinen (support vector machines - SVM), naivem Bayes-Klassifikator, k-nächstem Nachbarn (k-nearest neighbor - Knn), k-Means-Clustering, Random Forest, Dimensionsreduktionsalgorithmen, Gradientenverstärkungsalgorithmen, neuronalen Netzen (z. B. Autocodierern, faltenden, rekurrenten, Perzeptronen, langem Kurzzeitgedächtnis (Long/Short Term Memory - LSTM), Hopfield, Boltzmann, Deep Belief, entfaltenden, erzeugenden gegnerischen, Flüssigkeitszustandsmaschine usw.) und/oder andere Typen von Modellen des maschinellen Lernens beinhalten.In at least one embodiment, the output model (s) 3816 and / or the previously trained model (s) 3906 include any type of machine learning model, depending on the implementation or embodiment. In at least one embodiment and without limitation, the system 3900 Machine learning models used Machine learning model (s) using linear regression, logistic regression, decision trees, support vector machines (SVM), naive Bayesian classifier, k-nearest neighbor (Knn), k-means clustering, random forest, dimension reduction algorithms, gradient amplification algorithms, neural networks (e.g. autocoders, folding, recurrent, perceptrons, long / short term memory (LSTM), Hopfield, Boltzmann, deep belief, unfolding, generating adversarial, liquid state machine, etc.) and / or other types of machine learning models.
In mindestens einer Ausführungsform können die Trainingspipelines 3904 KI-gestützte Annotation beinhalten, wie hierin in Bezug auf mindestens 42B detaillierter beschrieben. In mindestens einer Ausführungsform können beschriftete Klinikdaten 3812 (z. B. herkömmliche Annotation) durch eine beliebige Anzahl von Techniken erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Beschriftungen oder andere Annotationen innerhalb eines Zeichenprogramms (z. B. eines Annotationsprogramms), eines Programms zur computergestützten Konstruktion (computer aided design - CAD), eines Beschriftungsprogramms, eines anderen Typs von Programm, das zum Erzeugen von Annotationen oder Beschriftungen für Ground Truth geeignet ist, erzeugt werden und/oder in einigen Beispielen von Hand gezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Ground-Truth-Daten synthetisch produziert (z. B. aus Computermodellen oder Renderings erzeugt), real produziert (z. B. aus Daten der realen Welt ausgestaltet und produziert), maschinell automatisiert (z. B. unter Verwendung von Merkmalsanalyse und Lernen, um Merkmale aus Daten zu extrahieren und dann Beschriftungen zu erzeugen), von Menschen annotiert (z. B. definiert ein Beschrifter oder Annotationsexperte die Stelle von Beschriftungen) und/oder eine Kombination davon sein. In mindestens einer Ausführungsform können für jede Instanz der Bildgebungsdaten 3808 (oder eines anderen Datentyps, der durch Modelle des maschinellen Lernens verwendet wird) entsprechende Ground-Truth-Daten vorhanden sein, die durch das Trainingssystem 3804 erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die KI-gestützte Annotation als Teil der Einsatzpipelines 3910 durchgeführt werden; entweder zusätzlich zu oder anstelle der KI-gestützten Annotation, die in den Trainingspipelines 3904 enthalten ist. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 eine mehrschichtige Plattform beinhalten, die eine Software-Schicht (z. B. Software 3818) von Diagnoseanwendungen (oder anderen Anwendungstypen) beinhalten kann, die eine oder mehrere medizinische Bildgebungs- und Diagnosefunktionen durchführen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 kommunikativ an (z. B. über verschlüsselte Verknüpfungen) PACS-Servernetze einer oder mehrerer Einrichtungen gekoppelt sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 so konfiguriert sein, dass es auf Daten (z. B. DICOM-Daten, RIS-Daten, Rohdaten, CIS-Daten, REST-konforme Daten, RPC-Daten, Rohdaten usw.) von PACS-Servern zugreift und diese referenziert (z. B. über einen DICOM-Adapter 3902 oder einen Adapter für einen anderen Datentyp, wie etwa RIS, CIS, REST-konform, RPC, Rohdaten usw.), um Operationen durchzuführen, wie etwa Trainieren von Modellen des maschinellen Lernens, Einsetzen von Modellen des maschinellen Lernens, Bildverarbeitung, Inferenzieren und/oder andere Operationen.In at least one embodiment, the training pipelines 3904 Include AI-assisted annotation, as herein referred to at least 42B described in more detail. In at least one embodiment, labeled clinical data 3812 (e.g. conventional annotation) can be generated by any number of techniques. In at least one embodiment, labels or other annotations can be used within a drawing program (e.g. an annotation program), a program for computer-aided design (CAD), a labeling program, a other type of program suitable for generating annotations or labels for Ground Truth, and / or, in some examples, hand-drawn. In at least one embodiment, the ground truth data can be produced synthetically (e.g. generated from computer models or renderings), actually produced (e.g. designed and produced from data from the real world), machine-automated (e.g. under Using feature analysis and learning to extract features from data and then create labels), human annotated (e.g., a labeler or annotation expert defines the location of labels), and / or a combination thereof. In at least one embodiment, for each instance of the imaging data 3808 (or some other type of data used by machine learning models) there must be corresponding ground truth data that is present by the training system 3804 be generated. In at least one embodiment, the AI-based annotation can be used as part of the deployment pipelines 3910 be performed; either in addition to or instead of the AI-supported annotation in the training pipelines 3904 is included. In at least one embodiment, the system 3900 contain a multi-tier platform that includes a software tier (e.g. software 3818 ) of diagnostic applications (or other types of applications) that can perform one or more medical imaging and diagnostic functions. In at least one embodiment, the system 3900 be communicatively coupled to (e.g. via encrypted links) PACS server networks of one or more facilities. In at least one embodiment, the system 3900 be configured in such a way that it accesses and references data (e.g. DICOM data, RIS data, raw data, CIS data, REST-compliant data, RPC data, raw data, etc.) from PACS servers (e.g. E.g. via a DICOM adapter 3902 or an adapter for another data type such as RIS, CIS, RESTful, RPC, raw data, etc.) to perform operations such as training machine learning models, deploying machine learning models, image processing, inferencing and / or other operations.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Software-Schicht als sichere, verschlüsselte und/oder authentifizierte API implementiert sein, durch die Anwendungen oder Container aus einer externen Umgebung(en) (z. B. Einrichtung 3802) ausgewählt (z. B. aufgerufen) werden können. In mindestens einer Ausführungsform können Anwendungen dann einen oder mehrere Dienste 3820 aufrufen oder ausführen, um Rechen-, KI- oder Visualisierungs-Tasks durchzuführen, die mit jeweiligen Anwendungen assoziiert sind, und die Software 3818 und/oder die Dienste 3820 können die Hardware 3822 ausnutzen, um Verarbeitungs-Tasks auf effektive und effiziente Weise durchzuführen.In at least one embodiment, a software layer can be implemented as a secure, encrypted and / or authenticated API, by the applications or containers from an external environment (s) (e.g. facility 3802 ) can be selected (e.g. called up). In at least one embodiment, applications can then have one or more services 3820 invoke or execute to perform computation, AI, or visualization tasks associated with respective applications and the software 3818 and / or the services 3820 can the hardware 3822 to perform processing tasks in an effective and efficient manner.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 Einsatzpipelines 3910 ausführen. In mindestens einer Ausführungsform können Einsatzpipelines 3910 eine beliebige Anzahl von Anwendungen beinhalten, die sequenziell, nicht sequenziell oder auf andere Weise auf Bildgebungsdaten (und/oder andere Datentypen) angewendet werden können, die durch Bildgebungsvorrichtungen, Sequenzierungsvorrichtungen, Genomikvorrichtungen usw. erzeugt werden - einschließlich KI-gestützter Annotation, wie vorstehend beschrieben. In mindestens einer Ausführungsform, wie hierin beschrieben, kann eine Einsatzpipeline 3910 für eine einzelne Vorrichtung als virtuelles Instrument für eine Vorrichtung bezeichnet werden (z. B. ein virtuelles Ultraschallinstrument, ein virtuelles CT-Scan-Instrument, ein virtuelles Sequenzierungsinstrument usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann für eine einzelne Vorrichtung in Abhängigkeit von Informationen, die von Daten gewünscht sind, die durch eine Vorrichtung erzeugt wurden, mehr als eine Einsatzpipeline 3910 vorhanden sein. Wenn Detektionen von Anomalien anhand einer MRT-Maschine gewünscht sind, kann in mindestens einer Ausführungsform eine erste Einsatzpipeline 3910 vorhanden sein, und wenn Bildverbesserung anhand einer Ausgabe einer MRT-Maschine gewünscht ist, kann eine zweite Einsatzpipeline 3910 vorhanden sein.In at least one embodiment, the deployment system 3806 Deployment pipelines 3910 To run. In at least one embodiment, feed pipelines 3910 include any number of applications that can be sequentially, non-sequentially, or otherwise applied to imaging data (and / or other types of data) generated by imaging devices, sequencing devices, genomics devices, etc. - including AI-assisted annotation, as described above . In at least one embodiment, as described herein, a deployment pipeline 3910 for a single device can be referred to as a virtual device for a device (e.g., a virtual ultrasound instrument, a virtual CT scan instrument, a virtual sequencing instrument, etc.). In at least one embodiment, more than one deployment pipeline may be used for a single device depending on information desired from data generated by a device 3910 to be available. If it is desired to detect anomalies using an MRI machine, in at least one embodiment a first deployment pipeline can be used 3910 and if image enhancement based on output from an MRI machine is desired, a second deployment pipeline may be required 3910 to be available.
In mindestens einer Ausführungsform können für die Einsatzpipelines 3910 verfügbare Anwendungen eine beliebige Anwendung beinhalten, die zum Durchführen von Verarbeitungs-Tasks an Bildgebungsdaten oder anderen Daten von Vorrichtungen verwendet werden kann. In mindestens einer Ausführungsform können unterschiedliche Anwendungen für die Bildverbesserung, Segmentierung, Rekonstruktion, Anomaliedetektion, Objektdetektion, Merkmalsdetektion, Behandlungsplanung, Dosimetrie, Strahlenplanung (oder andere Strahlenbehandlungsprozeduren) und/oder andere Analyse-, Bildverarbeitungs- oder Inferenz-Tasks zuständig sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 Konstrukte für jede der Anwendungen definieren, sodass die Benutzer des Einsatzsystems 3806 (z. B. medizinische Einrichtungen, Labors, Kliniken usw.) die Konstrukte verstehen und die Anwendungen für die Implementation innerhalb ihrer jeweiligen Einrichtung anpassen können. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anwendung zur Bildrekonstruktion für die Aufnahme in die Einsatzpipeline 3910 ausgewählt werden, doch der durch eine Bildgebungsvorrichtung erzeugte Datentyp kann sich von einem innerhalb einer Anwendung verwendeten Datentyp unterscheiden. In mindestens einer Ausführungsform kann der DICOM-Adapter 3902B (und/oder ein DICOM-Lesegerät) oder ein Adapter oder ein Lesegerät für einen anderen Datentyp (z. B. RIS, CIS, REST-konform, RPC, Rohdaten usw.) innerhalb der Einsatzpipeline 3910 verwendet werden, um Daten in eine Form zu konvertieren, die durch eine Anwendung innerhalb des Einsatzsystems 3806 verwendet werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann der Zugriff auf Bibliotheken mit DICOM-Daten, RIS-Daten, CIS-Daten, REST-konformen Daten, RPC-Daten, Rohdaten und/oder anderen Datentypen akkumuliert und vorverarbeitet werden, einschließlich des Decodierens, Extrahierens und/oder Durchführens von Faltungen, Farbkorrekturen, Schärfe-, Gamma- und/oder anderen Erweiterungen der Daten. In mindestens einer Ausführungsform können DICOM-Daten, RIS-Daten, CIS-Daten, REST-konforme Daten, RPC-Daten und/oder Rohdaten ungeordnet sein und ein Vorlauf kann ausgeführt werden, um gesammelte Daten zu organisieren oder zu sortieren. Da verschiedene Anwendungen in mindestens einer Ausführungsform Bildoperationen gemeinsam nutzen können, kann in einigen Ausführungsformen eine Datenerweiterungsbibliothek (z. B. als einer der Dienste 3820) verwendet werden, um diese Operationen zu beschleunigen. In mindestens einer Ausführungsform kann zur Vermeidung von Engpässen herkömmlicher Verarbeitungsansätze, die sich auf CPU-Verarbeitung stützen, die Parallelrechenplattform 3930 zur GPU-Beschleunigung dieser Verarbeitungs-Tasks verwendet werden.In at least one embodiment, the feed pipelines 3910 Available applications include any application that can be used to perform processing tasks on imaging data or other data from devices. In at least one embodiment, different applications can be responsible for image enhancement, segmentation, reconstruction, anomaly detection, object detection, feature detection, treatment planning, dosimetry, radiation planning (or other radiation treatment procedures) and / or other analysis, image processing or inference tasks. In at least one embodiment, the deployment system 3806 Define constructs for each of the applications so that the users of the deployment system 3806 (e.g. medical facilities, laboratories, clinics, etc.) understand the constructs and be able to adapt the applications for implementation within their respective facility. In at least one embodiment, an image reconstruction application for inclusion in the deployment pipeline 3910 can be selected, but the type of data generated by an imaging device may be different from a type of data used within an application. In at least one embodiment, the DICOM adapter 3902B (and / or a DICOM Reader) or an adapter or reader for another data type (e.g. RIS, CIS, REST-compliant, RPC, raw data, etc.) within the deployment pipeline 3910 used to convert data into a form that can be used by an application within the deployment system 3806 can be used. In at least one embodiment, access to libraries with DICOM data, RIS data, CIS data, RESTful data, RPC data, raw data and / or other data types can be accumulated and preprocessed, including decoding, extracting and / or Performing convolution, color correction, sharpness, gamma and / or other extensions of the data. In at least one embodiment, DICOM data, RIS data, CIS data, RESTful data, RPC data, and / or raw data can be out of order and preprocessed to organize or sort collected data. Since, in at least one embodiment, different applications may share image operations, in some embodiments a data expansion library (e.g., as one of the services 3820 ) can be used to speed up these operations. In at least one embodiment, to avoid bottlenecks in traditional processing approaches that rely on CPU processing, the parallel computing platform 3930 can be used to accelerate these processing tasks through the GPU.
In mindestens einer Ausführungsform kann eine Bildrekonstruktionsanwendung einen Verarbeitungs-Task beinhalten, der die Verwendung eines Modells des maschinellen Lernens beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer ein eigenes Modell des maschinellen Lernens verwenden wollen oder ein Modell des maschinellen Lernens aus der Modellregistrierungsdatenbank 3824 auswählen wollen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer ein eigenes Modell des maschinellen Lernens implementieren oder ein Modell des maschinellen Lernens zur Aufnahme in eine Anwendung zum Durchführen eines Verarbeitungs-Tasks auswählen. In mindestens einer Ausführungsform können die Anwendungen auswählbar und individuell anpassbar sein und durch das Definieren von Konstrukten von Anwendungen werden der Einsatz und die Implementation von Anwendungen für einen konkreten Benutzer als nahtlosere Benutzererfahrung dargestellt. In mindestens einer Ausführungsform können Einsatzpipelines 3910 durch Ausnutzen anderer Merkmale des Systems 3900 - wie etwa der Dienste 3820 und der Hardware 3822 - noch benutzerfreundlicher sein, eine einfachere Integration bereitstellen und genauere, effizientere und raschere Ergebnisse produzieren.In at least one embodiment, an image reconstruction application may include a processing task that includes using a machine learning model. In at least one embodiment, a user may wish to use their own machine learning model or a machine learning model from the model registration database 3824 want to choose. In at least one embodiment, a user can implement their own machine learning model or select a machine learning model for inclusion in an application to perform a processing task. In at least one embodiment, the applications can be selectable and individually adaptable, and by defining constructs of applications, the use and implementation of applications are presented as a more seamless user experience for a specific user. In at least one embodiment, feed pipelines 3910 by taking advantage of other features of the system 3900 - such as the services 3820 and the hardware 3822 - Be even more user-friendly, provide easier integration and produce more accurate, efficient and faster results.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806 eine Benutzerschnittstelle 3914 (z. B. eine grafische Benutzerschnittstelle, eine Webschnittstelle usw.) beinhalten, die verwendet werden kann, um Anwendungen für die Aufnahme in die Einsatzpipeline(s) 3910 auszuwählen, Anwendungen anzuordnen, Anwendungen oder Parameter oder Konstrukte davon zu modifizieren oder zu ändern, die Einsatzpipeline(s) 3910 während des Setups und/oder des Einsatzes zu verwenden und damit zu interagieren und/oder anderweitig mit dem Einsatzsystem 3806 zu interagieren. In mindestens einer Ausführungsform, obwohl nicht in Bezug auf das Trainingssystem 3804 veranschaulicht, kann die Benutzerschnittstelle 3914 (oder eine andere Benutzerschnittstelle) zum Auswählen von Modellen für die Verwendung in dem Einsatzsystem 3806, zum Auswählen von Modellen für das Training oder das erneute Training in dem Trainingssystem 3804 und/oder zum anderweitigen Interagieren mit dem Trainingssystem 3804 verwendet werden.In at least one embodiment, the deployment system 3806 a user interface 3914 (e.g., a graphical user interface, a web interface, etc.) that can be used to select applications for inclusion in the deployment pipeline (s) 3910, arrange applications, modify or change applications or parameters or constructs thereof, use and interact with the deployment pipeline (s) 3910 during setup and / or deployment and / or otherwise with the deployment system 3806 to interact. In at least one embodiment, although not related to the training system 3804 illustrates the user interface 3914 (or other user interface) for selecting models for use in the deployment system 3806 to select models for training or retraining in the training system 3804 and / or to otherwise interact with the training system 3804 be used.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Pipelineverwalter 3912 zusätzlich zu einem Anwendungsorchestrierungssystem 3928 verwendet werden, um die Interaktion zwischen den Anwendungen oder Containern der Einsatzpipeline(s) 3910 und den Diensten 3820 und/oder der Hardware 3822 zu verwalten. In mindestens einer Ausführungsform kann der Pipelineverwalter 3912 so konfiguriert sein, dass er Interaktionen von Anwendung zu Anwendung, von Anwendung zu Dienst 3820 und/oder von Anwendung oder Dienst zu Hardware 3822 erleichtert. Obwohl er der Veranschaulichung nach in der Software 3818 enthalten ist, soll dies in mindestens einer Ausführungsform nicht einschränkend sein und in einigen Beispielen (wie z. B. in 40 veranschaulicht) kann der Pipelineverwalter 3912 in den Diensten 3820 enthalten sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 (z. B. Kubernetes, DOCKER usw.) ein Container-Orchestrierungssystem beinhalten, das Anwendungen zu Containern als logische Einheiten zur Koordination, Verwaltung, Skalierung und zum Einsatz gruppieren kann. In mindestens einer Ausführungsform kann durch das Assoziieren von Anwendungen aus den Einsatzpipeline(s) 3910 (z. B. einer Rekonstruktionsanwendung, einer Segmentierungsanwendung usw.) mit einzelnen Containern jede Anwendung in einer in sich geschlossenen Umgebung (z. B. auf Kernel-Level) ausgeführt werden, um die Geschwindigkeit und Effizienz zu erhöhen.In at least one embodiment, the pipeline manager 3912 in addition to an application orchestration system 3928 used to facilitate the interaction between the applications or containers of the deployment pipeline (s) 3910 and the services 3820 and / or the hardware 3822 manage. In at least one embodiment, the pipeline manager 3912 be configured to allow application-to-application, application-to-service interactions 3820 and / or from application or service to hardware 3822 facilitated. Though it's illustrative in the software 3818 is included, in at least one embodiment this is not intended to be limiting and in some examples (such as in 40 illustrated) the pipeline manager 3912 in the services 3820 be included. In at least one embodiment, the application orchestration system 3928 (e.g. Kubernetes, DOCKER, etc.) contain a container orchestration system that can group applications into containers as logical units for coordination, management, scaling and deployment. In at least one embodiment, by associating applications from the deployment pipeline (s) 3910 (e.g., a reconstruction application, a segmentation application, etc.) with individual containers, each application in a self-contained environment (e.g., at the kernel level ) to increase speed and efficiency.
In mindestens einer Ausführungsform kann jede Anwendung und/oder jeder Container (oder ein Abbild davon) einzeln entwickelt, modifiziert und eingesetzt werden (z. B. kann ein erster Benutzer oder Entwickler eine erste Anwendung entwickeln, modifizieren und einsetzen und ein zweiter Benutzer oder Entwickler eine zweite Anwendung separat von einem ersten Benutzer oder Entwickler entwickeln, modifizieren und einsetzen), was es ermöglichen kann, sich auf einen Task einer einzelnen Anwendung und/oder Container(n) zu fokussieren und zu konzentrieren, ohne durch Tasks einer anderen Anwendung(en) oder eines anderen Container(n) behindert zu werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Kommunikation und Kooperation zwischen unterschiedlichen Containern oder Anwendungen durch den Pipelineverwalter 3912 und das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 unterstützt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann, solange eine erwartete Eingabe und/oder Ausgabe jedes Containers oder jeder Anwendung einem System bekannt ist (z. B. auf Grundlage von Konstrukten von Anwendungen oder Containern), das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 und/oder der Pipelineverwalter 3912 die Kommunikation unter und zwischen jedem der Anwendungen oder Container sowie die gemeinsame Nutzung von Ressourcen unter und zwischen diesen erleichtern. Da eine oder mehrere Anwendungen oder Container in den Einsatzpipeline(s) 3910 gleiche Dienste und Ressourcen gemeinsam nutzen können, kann das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 in mindestens einer Ausführungsform die gemeinsame Nutzung von Diensten oder Ressourcen zwischen und unter verschiedenen Anwendungen oder Containern orchestrieren, deren Last verteilen und bestimmen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Planer verwendet werden, um den Ressourcenbedarf von Anwendungen oder Containern, die derzeitige Nutzung oder geplante Nutzung dieser Ressourcen und die Ressourcenverfügbarkeit zu verfolgen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Planer somit Ressourcen unterschiedlichen Anwendungen zuweisen und Ressourcen zwischen und unter Anwendungen im Hinblick auf Bedarf und Verfügbarkeit eines Systems verteilen. In einigen Beispielen kann ein Planer (und/oder eine andere Komponente des Anwendungsorchestrierungssystems 3928) die Ressourcenverfügbarkeit und -verteilung auf Grundlage von Beschränkungen bestimmen, die einem System auferlegt werden (z. B. Benutzerbeschränkungen), wie etwa Dienstgüte (QoS), Dringlichkeit des Bedarfs an Datenausgaben (um z. B. zu bestimmen, ob Echtzeitverarbeitung oder verzögerte Verarbeitung ausgeführt werden soll) usw.In at least one embodiment, each application and / or container (or an image thereof) can be developed, modified and deployed individually (e.g., a first user or developer can develop, modify and deploy a first application and a second user or developer can develop, modify and deploy a first application develop, modify and deploy a second application separately from a first user or developer), which may make it possible to focus on a task of a single application and / or container (s) to focus and concentrate without being hindered by the tasks of another application (s) or another container (s). In at least one embodiment, the communication and cooperation between different containers or applications can be carried out by the pipeline manager 3912 and the application orchestration system 3928 get supported. In at least one embodiment, as long as an expected input and / or output of each container or application is known to a system (e.g., based on constructs of applications or containers), the application orchestration system can 3928 and / or the pipeline manager 3912 facilitate communication among and between each of the applications or containers and the sharing of resources among and between them. Because one or more applications or containers in the deployment pipeline (s) 3910 can share the same services and resources, the application orchestration system 3928 in at least one embodiment, orchestrate the shared use of services or resources between and among different applications or containers, and distribute and determine their load. In at least one embodiment, a planner can be used to track the resource requirements of applications or containers, the current usage or planned usage of these resources, and the resource availability. In at least one embodiment, a planner can thus assign resources to different applications and distribute resources between and among applications with regard to the needs and availability of a system. In some examples, a planner (and / or another component of the application orchestration system 3928 ) Determine resource availability and distribution based on restrictions imposed on a system (e.g. user restrictions) such as quality of service (QoS), urgency of the need for data outputs (e.g. to determine whether real-time processing or delayed Processing is to be carried out) etc.
In mindestens einer Ausführungsform können die Dienste 3820, die durch Anwendungen oder Container in dem Einsatzsystem 3806 ausgenutzt und gemeinsam genutzt werden, Rechendienste 3916, KI-Dienste 3918, Visualisierungsdienste 3920 und/oder andere Diensttypen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können Anwendungen einen oder mehrere der Dienste 3820 aufrufen (z. B. ausführen), um Verarbeitungsoperationen für eine Anwendung durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können die Rechendienste 3916 durch Anwendungen ausgenutzt werden, um Superrechnen oder andere Tasks des Hochleistungsrechnens (HPC) durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können die Rechendienst(e) 3916 ausgenutzt werden, um Parallelverarbeitung (z. B. unter Verwendung einer Parallelrechenplattform 3930) zum Verarbeiten von Daten durch eine oder mehrere Anwendungen und/oder einen oder mehrere Tasks einer einzelnen Anwendung im Wesentlichen simultan durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Parallelrechenplattform 3930 (z. B. CUDA von NVIDIA) Universaldatenverarbeitung auf GPUs (GPGPU) ermöglichen (z. B. GPUs 3922). In mindestens einer Ausführungsform kann eine Software-Schicht der Parallelrechenplattform 3930 Zugriff auf virtuelle Anweisungssätze und Parallelberechnungselemente von GPUs zur Ausführung von Rechenkernels bereitstellen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Parallelrechenplattform 3930 Speicher beinhalten und in einigen Ausführungsformen kann ein Speicher zwischen und unter mehreren Containern und/oder zwischen und unter unterschiedlichen Verarbeitungs-Tasks innerhalb eines einzelnen Containers gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Aufrufe für Interprozesskommunikation (inter-process communication - IPC) für mehrere Container und/oder für mehrere Prozesse innerhalb eines Containers erzeugt werden, um gleiche Daten aus einem gemeinsam genutzten Speichersegment der Parallelrechenplattform 3930 zu verwenden (z. B., wenn mehrere unterschiedliche Stufen einer Anwendung oder mehrere Anwendungen gleiche Informationen verarbeiten). In mindestens einer Ausführungsform können gleiche Daten an einem gleichem Speicherort für eine beliebige Anzahl von Verarbeitungs-Tasks verwendet werden (z. B. zur gleichen Zeit, zu unterschiedlichen Zeiten usw.), anstatt eine Kopie der Daten zu erstellen und die Daten an unterschiedliche Orte in dem Speicher zu verschieben (z. B. eine Lese-/Schreiboperation). In mindestens einer Ausführungsform können, da Daten verwendet werden, um neue Daten als Ergebnis der Verarbeitung zu erzeugen, diese Informationen über einen neuen Ort von Daten gespeichert und von verschiedenen Anwendungen gemeinsam genutzt werden. In mindestens einer Ausführungsform können ein Ort von Daten und ein Ort von aktualisierten oder modifizierten Daten Teil einer Definition sein, wie Nutzdaten innerhalb von Containern zu verstehen sind.In at least one embodiment, the services 3820 created by applications or containers in the deployment system 3806 exploited and shared, computing services 3916 , AI services 3918 , Visualization services 3920 and / or other types of services. In at least one embodiment, applications can use one or more of the services 3820 invoke (e.g. execute) to perform processing operations on an application. In at least one embodiment, the computing services 3916 can be exploited by applications to perform supercomputing or other high-performance computing (HPC) tasks. In at least one embodiment, the computing service (s) 3916 can be used for parallel processing (e.g. using a parallel computing platform 3930 ) to process data by one or more applications and / or to perform one or more tasks of a single application essentially simultaneously. In at least one embodiment, the parallel computing platform 3930 (e.g. CUDA from NVIDIA) Enable universal data processing on GPUs (GPGPU) (e.g. GPUs 3922 ). In at least one embodiment, a software layer of the parallel computing platform 3930 Provide access to virtual instruction sets and parallel compute elements of GPUs for the execution of compute kernels. In at least one embodiment, the parallel computing platform 3930 Include memory, and in some embodiments, memory may be shared between and among multiple containers and / or between and among different processing tasks within a single container. In at least one embodiment, calls for inter-process communication (IPC) can be generated for several containers and / or for several processes within a container in order to retrieve the same data from a shared memory segment of the parallel computing platform 3930 (e.g. when several different levels of an application or several applications process the same information). In at least one embodiment, the same data in the same storage location can be used for any number of processing tasks (e.g., at the same time, at different times, etc.) rather than making a copy of the data and moving the data to different locations move in memory (e.g., a read / write operation). In at least one embodiment, since data is used to create new data as a result of the processing, that information can be stored about a new location of data and shared between different applications. In at least one embodiment, a location of data and a location of updated or modified data can be part of a definition of how user data is to be understood within containers.
In mindestens einer Ausführungsform können die KI-Dienste 3918 ausgenutzt werden, um Inferenzdienste zum Ausführen von Modell(en) des maschinellen Lernens durchzuführen, die mit Anwendungen assoziiert sind (z. B. mit dem Durchführen eines oder mehrerer Verarbeitungs-Tasks einer Anwendung beauftragt). In mindestens einer Ausführungsform können die KI-Dienste 3918 das KI-System 3924 ausnutzen, um Modell(e) des maschinellen Lernens (z. B. neuronale Netze wie etwa CNNs) für Segmentierung, Rekonstruktion, Objektdetektion, Merkmalsdetektion, Klassifizierung und/oder andere Inferenz-Tasks auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform können die Anwendungen der Einsatzpipeline(s) 3910 eines oder mehrere der Ausgabemodelle 3816 aus dem Trainingssystem 3804 und/oder andere Modelle der Anwendungen verwenden, um Inferenz an Bildgebungsdaten (z. B. DICOM-Daten, RIS-Daten, CIS-Daten, REST-konformen Daten, RPC-Daten, Rohdaten usw.) durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können zwei oder mehr Beispiele für das Inferenzieren unter Verwendung des Anwendungsorchestrierungssystems 3928 (z. B. eines Planers) verfügbar sein. In mindestens einer Ausführungsform kann eine erste Kategorie einen Pfad mit hoher Priorität/geringer Latenz beinhalten, der höhere Service Level Agreements erreichen kann, wie etwa zum Durchführen von Inferenz an dringenden Anforderungen während eines Notfalls oder für einen Radiologen während der Diagnose. In mindestens einer Ausführungsform kann eine zweite Kategorie einen Pfad mit Standardpriorität beinhalten, der für Anforderungen verwendet werden kann, die nicht dringend sind oder bei denen die Analyse zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden kann. In mindestens einer Ausführungsform kann das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 Ressourcen (z. B. Dienste 3820 und/oder Hardware 3822) auf Grundlage von Prioritätspfaden für unterschiedliche Inferenz-Tasks der KI-Dienste 3918 verteilen.In at least one embodiment, the AI services 3918 can be exploited to perform inference services for executing machine learning model (s) associated with applications (e.g. charged with performing one or more processing tasks of an application). In at least one embodiment, the AI services 3918 the AI system 3924 exploit machine learning model (s) (e.g., neural networks such as CNNs) for segmentation, reconstruction, object detection, feature detection, classification and / or other inference tasks. In at least one embodiment, the applications of the deployment pipeline (s) 3910 one or more of the output models 3816 from the training system 3804 and / or use other models of applications to Perform inference on imaging data (e.g. DICOM data, RIS data, CIS data, RESTful data, RPC data, raw data, etc.). In at least one embodiment, two or more examples of inferencing using the application orchestration system 3928 (e.g. a planner) must be available. In at least one embodiment, a first category can include a high priority / low latency path that can achieve higher service level agreements, such as inferring urgent requests during an emergency or for a radiologist during diagnosis. In at least one embodiment, a second category can include a standard priority path that can be used for requests that are not urgent or where analysis can be performed at a later time. In at least one embodiment, the application orchestration system 3928 Resources (e.g. services 3820 and / or hardware 3822 ) based on priority paths for different inference tasks of the AI services 3918 distribute.
In mindestens einer Ausführungsform kann der gemeinsam genutzte Datenspeicher mit den KI-Diensten 3918 innerhalb des Systems 3900 verbunden sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der gemeinsam genutzte Datenspeicher als Cache (oder anderer Speichervorrichtungstyp) arbeiten und zum Verarbeiten von Inferenzanforderungen von Anwendungen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann, wenn eine Inferenzanforderung abgesendet wird, eine Anforderung durch einen Satz von API-Instanzen des Einsatzsystems 3806 empfangen werden und eine oder mehrere Instanzen können ausgewählt werden (z. B. für beste Anpassung, für Lastverteilung usw.), um eine Anforderung zu verarbeiten. In mindestens einer Ausführungsform kann zum Verarbeiten einer Anforderung eine Anforderung in eine Datenbank eingegeben werden, ein Modell des maschinellen Lernens kann aus der Modellregistrierungsdatenbank 3824 lokalisiert werden, falls es sich nicht bereits in einem Cache befindet, ein Validierungsschritt kann sicherstellen, dass ein zweckmäßiges Modell des maschinellen Lernens in einen Cache (z. B. einen gemeinsam genutzten Datenspeicher) geladen wird, und/oder eine Kopie eines Modells kann in einem Cache gesichert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Planer (z. B. des Pipelineverwalters 3912) verwendet werden, um eine Anwendung zu starten, auf die in einer Anforderung verwiesen wird, falls eine Anwendung nicht bereits läuft oder falls nicht genügend Instanzen einer Anwendung vorhanden sind. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Inferenzserver gestartet werden, falls ein Inferenzserver zum Ausführen eines Modells nicht bereits gestartet ist. In mindestens einer Ausführungsform kann pro Modell eine beliebige Anzahl von Inferenzservern gestartet werden. In mindestens einer Ausführungsform können in einem Pull-Modell, in dem Inferenzserver geclustert sind, Modelle zwischengespeichert werden, wann immer eine Lastverteilung vorteilhaft ist. In mindestens einer Ausführungsform können Inferenzserver statisch in entsprechende, verteilte Server geladen werden.In at least one embodiment, the shared data store can be used with the AI services 3918 within the system 3900 be connected. In at least one embodiment, the shared data store can act as a cache (or other type of storage device) and can be used to process inference requests from applications. In at least one embodiment, when an inference request is sent, a request can be made through a set of API instances of the deployment system 3806 and one or more instances can be selected (e.g., best fit, load balancing, etc.) to process a request. In at least one embodiment, a request can be entered into a database to process a request, a machine learning model can be obtained from the model registration database 3824 if it is not already in a cache, a validation step can ensure that an appropriate machine learning model is loaded into a cache (e.g. a shared data store), and / or a copy of a model can be stored in saved in a cache. In at least one embodiment, a planner (e.g., the pipeline manager 3912 ) can be used to start an application referenced in a request if an application is not already running or if there are not enough instances of an application. In at least one embodiment, an inference server can be started if an inference server for running a model has not already been started. In at least one embodiment, any number of inference servers can be started per model. In at least one embodiment, models can be cached in a pull model in which inference servers are clustered whenever load distribution is advantageous. In at least one embodiment, inference servers can be statically loaded into corresponding, distributed servers.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Inferenzieren unter Verwendung eines Inferenzservers durchgeführt werden, der in einem Container läuft. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Instanz eines Inferenzservers mit einem Modell (und optional einer Vielzahl von Versionen eines Modells) assoziiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann, falls eine Instanz eines Inferenzservers nicht existiert, wenn eine Anforderung zum Durchführen einer Inferenz an einem Modell empfangen wird, eine neue Instanz geladen werden. In mindestens einer Ausführungsform kann beim Starten eines Inferenzservers ein Modell an einen Inferenzserver übergeben werden, sodass der gleiche Container zum Bedienen unterschiedlicher Modelle verwendet werden kann, solange der Inferenzserver als andere Instanz läuft.In at least one embodiment, the inference can be performed using an inference server that runs in a container. In at least one embodiment, an instance of an inference server can be associated with a model (and optionally a plurality of versions of a model). In at least one embodiment, if an instance of an inference server does not exist when a request to perform an inference on a model is received, a new instance can be loaded. In at least one embodiment, when an inference server is started, a model can be transferred to an inference server, so that the same container can be used to service different models as long as the inference server is running as a different entity.
In mindestens einer Ausführungsform kann während der Anwendungsausführung eine Inferenzanforderung für eine gegebene Anwendung empfangen werden und ein Container (der z. B. eine Instanz eines Inferenzservers hostet) geladen werden (falls nicht bereits geschehen) und eine Startprozedur aufgerufen werden. In mindestens einer Ausführungsform kann Vorverarbeitungslogik in einem Container eingehende Daten laden, decodieren und/oder beliebige zusätzliche Vorverarbeitung an diesen durchführen (z. B. unter Verwendung von CPU(s) und/oder GPU(s)). In mindestens einer Ausführungsform kann ein Container, sobald die Daten für die Inferenz vorbereitet sind, die Inferenz nach Bedarf an den Daten durchführen. In mindestens einer Ausführungsform kann dies einen einzelnen Inferenzaufruf an einem Bild (z. B. einem Handröntgenbild) beinhalten oder eine Inferenz an Hunderten von Bildern (z. B. einem Brust-CT) erfordern. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anwendung Ergebnisse vor dem Abschluss zusammenfassen, was ohne Einschränkung eine einzelne Konfidenzbewertung, eine Segmentierung auf Pixellevel, eine Segmentierung auf Voxellevel, das Erzeugen einer Visualisierung oder das Erzeugen von Text zum Zusammenfassen von Befunden beinhalten kann. In mindestens einer Ausführungsform können unterschiedlichen Modellen oder Anwendungen unterschiedliche Prioritäten zugeordnet werden. Zum Beispiel können einige Modelle eine Echtzeitpriorität (TAT weniger als eine Minute) aufweisen, während andere eine niedrigere Priorität aufweisen können (z. B. TAT weniger als 10 Minuten). In mindestens einer Ausführungsform können die Modellausführungszeiten von der anfordernden Institution oder Entität gemessen werden und die Zeit für die Traversierung des Partnernetzes sowie die Ausführung auf einem Inferenzdienst beinhalten.In at least one embodiment, an inference request for a given application can be received during application execution and a container (e.g. hosting an instance of an inference server) loaded (if not already done) and a start procedure invoked. In at least one embodiment, preprocessing logic in a container can load and decode incoming data and / or perform any additional preprocessing on it (e.g. using CPU (s) and / or GPU (s)). In at least one embodiment, once the data is prepared for inference, a container can inference the data as needed. In at least one embodiment, this may include a single inference call on an image (e.g., a hand x-ray) or require inference on hundreds of images (e.g., a chest CT). In at least one embodiment, an application may summarize results before closing, which may include, without limitation, a single confidence score, segmentation at pixel level, segmentation at voxel level, generating a visualization, or generating text to summarize findings. In at least one embodiment, different models or applications can be assigned different priorities. For example, some models may have real-time priority (TAT less than a minute) while others may have a lower priority (e.g., TAT less than 10 minutes). In at least one embodiment, the model execution times can vary from the requesting institution or entity are measured and include the time for the traversal of the partner network as well as the execution on an inference service.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Übermittlung von Anforderungen zwischen den Diensten 3820 und den Inferenzanwendungen hinter einem Software-Entwicklungskit (SDK) verborgen sein und der robuste Transport durch eine Warteschlange bereitgestellt sein. In mindestens einer Ausführungsform wird eine Anforderung über eine API für eine einzelne Anwendungs-/Tenant-ID-Kombination in einer Warteschlange platziert und ein SDK entnimmt eine Anforderung aus einer Warteschlange und gibt eine Anforderung einer Anwendung. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Name einer Warteschlange in einer Umgebung bereitgestellt sein, aus der ein SDK diesen aufnimmt. In mindestens einer Ausführungsform kann die asynchrone Kommunikation durch eine Warteschlange nützlich sein, da sie es einer beliebigen Instanz einer Anwendung ermöglichen kann, die Arbeit aufzunehmen, sobald sie verfügbar wird. In mindestens einer Ausführungsform können die Ergebnisse durch eine Warteschlange zurück übermittelt werden, um sicherzustellen, dass keine Daten verloren gehen. In mindestens einer Ausführungsform können Warteschlangen auch eine Fähigkeit bereitstellen, Arbeit zu segmentieren, da Arbeit mit höchster Priorität an eine Warteschlange gehen kann, mit der die meisten Instanzen einer Anwendung verbunden sind, während Arbeit mit niedrigster Priorität an eine Warteschlange gehen kann, mit der nur eine einzelne Instanz verbunden ist, die Tasks in einer Reihenfolge verarbeitet, in der sie empfangen werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Anwendung auf einer GPU-beschleunigten Instanz laufen, die in der Cloud 3926 erzeugt wurde, und ein Inferenzdienst kann das Inferenzieren auf einer GPU durchführen.In at least one embodiment, the transmission of requests between the services 3820 and hidden from inference applications behind a software development kit (SDK) and robust transport provided through a queue. In at least one embodiment, a request is queued through an API for a single application / tenant ID combination and an SDK queues a request and issues a request to an application. In at least one embodiment, a name of a queue can be provided in an environment from which an SDK picks it up. In at least one embodiment, asynchronous communication through a queue can be useful as it can allow any instance of an application to start working as soon as it becomes available. In at least one embodiment, the results can be passed back through a queue to ensure that no data is lost. In at least one embodiment, queues can also provide a capability to segment work, since highest priority work can go to a queue that most instances of an application are connected to, while lowest priority work can go to a queue that only a single instance is connected that processes tasks in the order in which they are received. In at least one embodiment, an application can run on a GPU-accelerated instance that is in the cloud 3926 has been generated and an inference service can perform the inference on a GPU.
In mindestens einer Ausführungsform können die Visualisierungsdienste 3920 ausgenutzt werden, um Visualisierungen zur Ansicht von Ausgaben von Anwendungen und/oder Einsatzpipeline(s) 3910 zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können die GPUs 3922 durch die Visualisierungsdienste 3920 ausgenutzt werden, um Visualisierungen zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können Rendering-Effekte, wie etwa Strahlverfolgung, durch die Visualisierungsdienste 3920 implementiert werden, um Visualisierungen mit höherer Qualität zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können Visualisierungen ohne Einschränkung 2D-Bild-Renderings, 3D-Volumen-Renderings, 3D-Volumenrekonstruktionen, 2D-Tomografiescheiben, Virtual-Reality-Anzeigen, Augmented-Reality-Anzeigen usw. beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können virtualisierte Umgebungen verwendet werden, um eine virtuelle interaktive Anzeige oder Umgebung (z. B. eine virtuelle Umgebung) für die Interaktion durch Benutzer eines Systems (z. B. Ärzte, Pfleger, Radiologen usw.) zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können die Visualisierungsdienste 3920 einen internen Visualizer, Kinematik und/oder andere Rendering- oder Bildverarbeitungsfähigkeiten oder -funktionen (z. B. Strahlverfolgung, Rasterung, interne Optik usw.) beinhalten.In at least one embodiment, the visualization services 3920 can be used to create visualizations for viewing outputs from applications and / or deployment pipeline (s) 3910 to create. In at least one embodiment, the GPUs can 3922 through the visualization services 3920 can be used to generate visualizations. In at least one embodiment, rendering effects, such as ray tracing, can be performed by the visualization services 3920 implemented to produce higher quality visualizations. In at least one embodiment, visualizations can include, without limitation, 2D image renderings, 3D volume renderings, 3D volume reconstructions, 2D tomography slices, virtual reality displays, augmented reality displays, and so on. In at least one embodiment, virtualized environments can be used to create a virtual interactive display or environment (e.g., a virtual environment) for interaction by users of a system (e.g., doctors, nurses, radiologists, etc.). In at least one embodiment, the visualization services 3920 include an internal visualizer, kinematics, and / or other rendering or image processing capabilities or functions (e.g. ray tracing, rasterization, internal optics, etc.).
In mindestens einer Ausführungsform kann die Hardware 3822 GPUs 3922, das KI-System 3924, die Cloud 3926 und/oder beliebige andere Hardware beinhalten, die zum Ausführen des Trainingssystems 3804 und/oder des Einsatzsystems 3806 verwendet wird. In mindestens einer Ausführungsform können die GPUs 3922 (z. B. TESLA- und/oder QUADRO-GPUs von NVIDIA) eine beliebige Anzahl von GPUs beinhalten, die zum Ausführen von Verarbeitungs-Tasks von Rechendiensten 3916, KI-Diensten 3918, Visualisierungsdiensten 3920, anderen Diensten und/oder beliebigen von Merkmalen oder Funktionen der Software 3818 verwendet werden können. In Bezug auf die KI-Dienste 3918 können die GPUs 3922 zum Beispiel zum Durchführen von Vorverarbeitung an Bildgebungsdaten (oder anderen Datentypen, die durch Modelle des maschinellen Lernens verwendet werden), Nachverarbeitung an Ausgaben der Modelle des maschinellen Lernens und/oder zum Durchführen von Inferenzieren (z. B. zum Ausführen von Modellen des maschinellen Lernens) verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Cloud 3926, das KI-System 3924 und/oder andere Komponenten des Systems 3900 die GPUs 3922 verwenden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 eine GPU-optimierte Plattform für Deep-Learning-Tasks beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann das KI-System 3924 GPUs verwenden und die Cloud 3926 - oder mindestens ein Abschnitt, der mit Deep Learning oder Inferenzieren beauftragt ist - kann unter Verwendung eines oder mehrerer KI-Systeme 3924 ausgeführt werden. Obwohl es sich bei der Hardware 3822 der Veranschaulichung nach um diskrete Komponenten handelt, soll dies demnach nicht einschränkend sein und beliebige Komponenten der Hardware 3822 können mit beliebigen anderen Komponenten der Hardware 3822 kombiniert oder durch diese ausgenutzt werden.In at least one embodiment, the hardware 3822 GPUs 3922 , the AI system 3924 , the cloud 3926 and / or any other hardware required to run the training system 3804 and / or the deployment system 3806 is used. In at least one embodiment, the GPUs can 3922 (e.g. TESLA and / or QUADRO GPUs from NVIDIA) contain any number of GPUs that are used to perform processing tasks of computing services 3916 , AI services 3918 , Visualization services 3920 , other services, and / or any of features or functions of the software 3818 can be used. In terms of the AI services 3918 can the GPUs 3922 for example, to perform preprocessing on imaging data (or other types of data used by machine learning models), post-processing on outputs of the machine learning models, and / or to perform inference (e.g., to run machine learning models ) be used. In at least one embodiment, the cloud 3926 , the AI system 3924 and / or other components of the system 3900 the GPUs 3922 use. In at least one embodiment, the cloud 3926 Include a GPU-optimized platform for deep learning tasks. In at least one embodiment, the AI system can 3924 Use GPUs and the cloud 3926 - or at least one section charged with deep learning or inferencing - can be done using one or more AI systems 3924 are executed. Although the hardware 3822 Discrete components as illustrated, accordingly are not intended to be limiting, and arbitrary components of the hardware 3822 can work with any other hardware component 3822 combined or exploited by them.
In mindestens einer Ausführungsform kann das KI-System 3924 ein speziell entwickeltes Rechensystem (z. B. einen Supercomputer oder einen HPC) beinhalten, das für Inferenzieren, Deep Learning, maschinelles Lernen und/oder andere Tasks der künstlichen Intelligenz konfiguriert ist. In mindestens einer Ausführungsform kann das KI-System 3924 (z. B. DGX von NVIDIA) GPU-optimierte Software (z. B. einen Software-Stapel) beinhalten, die unter Verwendung einer Vielzahl von GPUs 3922 zusätzlich zu CPUs, RAM, Datenspeicher und/oder anderen Komponenten, Merkmalen oder Funktionen ausgeführt werden kann. In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere KI-Systeme 3924 in der Cloud 3926 (z. B. in einem Rechenzentrum) implementiert sein, um einige oder alle der KI-basierten Verarbeitungs-Tasks des Systems 3900 durchzuführen.In at least one embodiment, the AI system can 3924 Include a specially designed computing system (e.g., a supercomputer or an HPC) configured for inference, deep learning, machine learning, and / or other artificial intelligence tasks. In at least one embodiment, the AI system can 3924 (e.g. DGX from NVIDIA) Include GPU-optimized software (e.g. a software stack) that utilizes a variety of GPUs 3922 in addition to CPUs, RAM, Data storage and / or other components, features or functions can be executed. In at least one embodiment, one or more AI systems 3924 in the cloud 3926 (e.g. in a data center) may be implemented to handle some or all of the AI-based processing tasks of the system 3900 perform.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 eine GPUbeschleunigte Infrastruktur (z. B. NGC von NVIDIA) beinhalten, die eine GPU-optimierte Plattform zum Ausführen von Verarbeitungs-Tasks des Systems 3900 bereitstellen kann. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 ein KI-System(e) 3924 zum Durchführen eines oder mehrerer KI-basierter Tasks des Systems 3900 beinhalten (z. B. als Hardware-Abstraktions- und -Skalierungsplattform). In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 in das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 integriert sein, das mehrere GPUs ausnutzt, um eine nahtlose Skalierung und Lastverteilung zwischen und unter den Anwendungen und Diensten 3820 zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 damit beauftragt sein, mindestens einige der Dienste 3820 des Systems 3900 auszuführen, einschließlich der Rechendienste 3916, der KI-Dienste 3918 und/oder der Visualisierungsdienste 3920, wie hierin beschrieben. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 Inferenz mit kleinen und großen Batches durchführen (z. B. unter Ausführung von TENSOR RT von NVIDIA), eine beschleunigte Parallelrechen-API und -Plattform 3930 bereitstellen (z. B. CUDA von NVIDIA), ein Anwendungsorchestrierungssystem 3928 ausführen (z. B. KUBERNETES), eine Grafik-Rendering-API und -Plattform bereitstellen (z. B. für Strahlverfolgung, 2D-Grafik, 3D-Grafik und/oder andere Rendering-Techniken, um Kinematik mit höherer Qualität zu erzeugen) und/oder sie kann andere Funktionen für das System 3900 bereitstellen.In at least one embodiment, the cloud 3926 Include a GPU-accelerated infrastructure (e.g., NGC from NVIDIA) that provides a GPU-optimized platform for performing system processing tasks 3900 can provide. In at least one embodiment, the cloud 3926 an AI system (s) 3924 to perform one or more AI-based tasks of the system 3900 (e.g. as a hardware abstraction and scaling platform). In at least one embodiment, the cloud 3926 into the application orchestration system 3928 integrated that takes advantage of multiple GPUs for seamless scaling and load sharing between and among applications and services 3820 to enable. In at least one embodiment, the cloud 3926 be tasked with at least some of the services 3820 of the system 3900 perform, including computing services 3916 , the AI services 3918 and / or the visualization services 3920 as described herein. In at least one embodiment, the cloud 3926 Perform inference on small and large batches (e.g. running TENSOR RT from NVIDIA), deploy an accelerated parallel computing API and platform 3930 (e.g. CUDA from NVIDIA), an application orchestration system 3928 execute (e.g. KUBERNETES), provide a graphics rendering API and platform (e.g. for ray tracing, 2D graphics, 3D graphics and / or other rendering techniques to generate higher quality kinematics) and / or it can perform other functions for the system 3900 provide.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 in dem Bestreben, die Vertraulichkeit von Patientendaten zu wahren (z. B., wenn Patientendaten oder -akten außerhalb der Räumlichkeiten verwendet werden sollen), eine Registrierungsdatenbank beinhalten - wie etwa eine Deep-Learning-Containerregistrierungsdatenbank. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Registrierungsdatenbank Container für Instanziierungen von Anwendungen speichern, die Vorverarbeitungs-, Nachverarbeitungs- oder andere Verarbeitungs-Tasks an Patientendaten durchführen können. In mindestens einer Ausführungsform kann die Cloud 3926 Daten empfangen, die Patientendaten sowie Sensordaten in Containern beinhalten, die angeforderte Verarbeitung nur für die Sensordaten in diesen Containern durchführen und dann eine resultierende Ausgabe und/oder Visualisierungen an zweckmäßige Parteien und/oder Vorrichtungen weiterleiten (z. B. medizinische Vorrichtungen in den Räumlichkeiten, die zur Visualisierung oder Diagnose verwendet werden), ohne dass Patientendaten extrahiert oder gespeichert müssen oder anderweitig darauf zugegriffen werden muss. In mindestens einer Ausführungsform wird die Vertraulichkeit der Patientendaten in Übereinstimmung mit HIPAA- und/oder anderen Datenvorschriften gewahrt.In at least one embodiment, the cloud 3926 In an effort to maintain the confidentiality of patient data (e.g., if patient data or files are to be used off-premises), include a registry - such as a deep learning container registry. In at least one embodiment, a registration database can store containers for instantiations of applications that can perform preprocessing, postprocessing, or other processing tasks on patient data. In at least one embodiment, the cloud 3926 Receive data that contain patient data as well as sensor data in containers, perform the requested processing only for the sensor data in these containers and then forward a resulting output and / or visualizations to appropriate parties and / or devices (e.g. medical devices in the premises, used for visualization or diagnosis) without the need to extract, save or otherwise access patient data. In at least one embodiment, patient data confidentiality is maintained in accordance with HIPAA and / or other data regulations.
In mindestens einer Ausführungsform könnte ein neuronales Netz, das mit Bildern trainiert ist, die unter Verwendung von Aspekten transformiert wurden, die Domänenunterschieden entsprechen, unter Verwendung des Systems 3900 implementiert werden.In at least one embodiment, a neural network trained with images transformed using aspects that correspond to domain differences could using the system 3900 implemented.
40 beinhaltet eine beispielhafte Veranschaulichung einer Einsatzpipeline 3910A zum Verarbeiten von Bildgebungsdaten gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 - und insbesondere das Einsatzsystem 3806 - verwendet werden, um die Einsatzpipeline(s) 3910A individuell anzupassen, zu aktualisieren und/oder in eine oder mehrere Produktionsumgebungen zu integrieren. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Einsatzpipeline 3910A aus 40 ein nicht einschränkendes Beispiel für eine Einsatzpipeline 3910A, die durch einen konkreten Benutzer (oder ein Team von Benutzern) in einer Einrichtung (z. B. in einem Krankenhaus, einer Klinik, einem Labor, einer Forschungsumgebung usw.) individuell definiert sein kann. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer zum Definieren von Einsatzpipelines 3910A für einen CT-Scanner 4002 - zum Beispiel aus einer Containerregistrierungsdatenbank - eine oder mehrere Anwendungen auswählen, die spezifische Funktionen oder Tasks in Bezug auf die durch den CT-Scanner 4002 erzeugten Bildgebungsdaten durchführen. In mindestens einer Ausführungsform können Anwendungen auf die Einsatzpipeline 3910A als Container angewendet werden, die die Dienste 3820 und/oder Hardware 3822 des Systems 3900 ausnutzen können. Darüber hinaus kann die Einsatzpipeline 3910A zusätzliche Verarbeitungs-Tasks oder Anwendungen beinhalten, die implementiert werden können, um Daten für die Verwendung durch Anwendungen vorzubereiten (z. B. können der DICOM-Adapter 3902B und ein DICOM-Lesegerät 4006 in der Einsatzpipeline 3910A verwendet werden, um Daten für die Verwendung durch eine CT-Rekonstruktion 4008, eine Organsegmentierung 4010 usw. vorzubereiten). In mindestens einer Ausführungsform kann die Einsatzpipeline 3910A für einen konsistenten Einsatz, eine einmalige Verwendung oder für eine andere Häufigkeit oder ein anderes Intervall individuell angepasst oder ausgewählt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer die CT-Rekonstruktion 4008 und die Organsegmentierung 4010 für mehrere Probanden über ein spezifisches Intervall wünschen und daher die Pipeline 3910A für diesen Zeitraum einsetzen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer für jede Anforderung von dem System 3900 die Anwendungen auswählen, die ein Benutzer möchte, um Verarbeitung an diesen Daten für diese Anforderung durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann die Einsatzpipeline 3910A in einem beliebigen Intervall eingestellt werden und aufgrund der Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit einer Container-Struktur innerhalb des Systems 3900 kann dies ein nahtloser Prozess sein. 40 includes an exemplary illustration of a deployment pipeline 3910A for processing imaging data according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the system 3900 - and especially the deployment system 3806 - used to build the deployment pipeline (s) 3910A customize, update and / or integrate into one or more production environments. In at least one embodiment, the deployment pipeline includes 3910A out 40 is one non-limiting example of a deployment pipeline 3910A which can be individually defined by a specific user (or a team of users) in an institution (e.g. in a hospital, clinic, laboratory, research setting, etc.). In at least one embodiment, a user can define deployment pipelines 3910A for a CT scanner 4002 - for example from a container registry - select one or more applications that have specific functions or tasks related to the CT scanner 4002 perform generated imaging data. In at least one embodiment, applications can access the deployment pipeline 3910A to be used as a container that provides the services 3820 and / or hardware 3822 of the system 3900 can take advantage of. In addition, the deployment pipeline 3910A Include additional processing tasks or applications that can be implemented to prepare data for use by applications (e.g., the DICOM adapter 3902B and a DICOM reader 4006 in the pipeline 3910A used to compile data for use by a CT reconstruction 4008 , an organ segmentation 4010 etc.). In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910A be customized or selected for consistent use, one-time use, or a different frequency or interval. In at least one embodiment, a user can perform the CT reconstruction 4008 and the organ segmentation 4010 want for several subjects over a specific interval and therefore the pipeline 3910A use for this period. In at least one embodiment, for each request from the system, a user can 3900 select the applications that a user would like to perform processing on that data for that request. In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910A can be set in any interval and due to the adaptability and scalability of a container structure within the system 3900 this can be a seamless process.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Einsatzpipeline 3910A aus 40 einen CT-Scanner 4002 zum Erzeugen von Bildgebungsdaten eines Patienten oder Probanden beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Bildgebungsdaten von dem CT-Scanner 4002 auf einem PACS-Server(n) 4004 gespeichert werden, die mit einer Einrichtung assoziiert sind, in der sich der CT-Scanner 4002 befindet. In mindestens einer Ausführungsform kann der/können die PACS-Server 4004 Software- und/oder Hardware-Komponenten beinhalten, die mit den Bildgebungsmodalitäten (z. B. dem CT-Scanner 4002) in einer Einrichtung eine direkte Schnittstelle bilden können. In mindestens einer Ausführungsform kann der DICOM-Adapter 3902B das Senden und Empfangen von DICOM-Objekten unter Verwendung von DICOM-Protokollen ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann der DICOM-Adapter 3902B bei der Vorbereitung oder Konfiguration von DICOM-Daten von PACS-Server(n) 4004 für die Verwendung durch die Einsatzpipeline 3910A helfen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Pipeline-Manager 3912 Daten an die Einsatzpipeline 3910A durchrouten, sobald DICOM-Daten durch den DICOM-Adapter 3902B verarbeitet sind. In mindestens einer Ausführungsform kann das DICOM-Lesegerät 4006 Bilddateien und etwaige damit assoziierte Metadaten aus DICOM-Daten extrahieren (z. B. Sinogramm-Rohdaten, wie in der Visualisierung 4016A veranschaulicht). In mindestens einer Ausführungsform können Arbeitsdateien, die extrahiert werden, in einem Cache gespeichert werden, um eine schnellere Verarbeitung durch andere Anwendungen in der Einsatzpipeline 3910A zu ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann, sobald das DICOM-Lesegerät 4006 das Extrahieren und/oder Speichern von Daten beendet hat, ein Abschlusssignal an den Pipelineverwalter 3912 kommuniziert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Pipelineverwalter 3912 dann eine oder mehrere andere Anwendungen oder Container in der Einsatzpipeline 3910A initiieren oder aufrufen.In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910A out 40 a CT scanner 4002 for generating imaging data of a patient or test person. In at least one embodiment, the imaging data can be from the CT scanner 4002 on a PACS server (s) 4004 associated with a facility in which the CT scanner 4002 is located. In at least one embodiment, the PACS server can 4004 Include software and / or hardware components associated with the imaging modalities (e.g. the CT scanner 4002 ) can form a direct interface in a facility. In at least one embodiment, the DICOM adapter 3902B enable sending and receiving of DICOM objects using DICOM protocols. In at least one embodiment, the DICOM adapter 3902B when preparing or configuring DICOM data from PACS server (s) 4004 for use by the deployment pipeline 3910A help. In at least one embodiment, the pipeline manager 3912 Data to the deployment pipeline 3910A route through as soon as DICOM data passes through the DICOM adapter 3902B are processed. In at least one embodiment, the DICOM reader can 4006 Extract image files and any associated metadata from DICOM data (e.g. raw sinogram data, as in the visualization 4016A illustrated). In at least one embodiment, work files that are extracted may be cached for faster processing by other applications in the deployment pipeline 3910A to enable. In at least one embodiment, once the DICOM reader 4006 has finished extracting and / or storing data, a completion signal to the pipeline manager 3912 be communicated. In at least one embodiment, the pipeline manager 3912 then one or more other applications or containers in the deployment pipeline 3910A initiate or call.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Anwendung und/oder der Container für die CT-Rekonstruktion 4008 ausgeführt werden, sobald Daten (z. B. Sinogramm-Rohdaten) für die Verarbeitung durch die Anwendung für die CT-Rekonstruktion 4008 verfügbar sind. In mindestens einer Ausführungsform kann die CT-Rekonstruktion 4008 Sinogramm-Rohdaten aus einem Cache lesen, eine Bilddatei aus den Sinogramm-Rohdaten rekonstruieren (wie z. B. in der Visualisierung 4016B veranschaulicht) und die resultierende Bilddatei in einem Cache speichern. In mindestens einer Ausführungsform kann bei Abschluss der Rekonstruktion dem Pipelineverwalter 3912 signalisiert werden, dass der Rekonstruktions-Task abgeschlossen ist. In mindestens einer Ausführungsform kann, sobald die Rekonstruktion abgeschlossen ist und eine rekonstruierte Bilddatei in einem Cache (oder einer anderen Speichervorrichtung) gespeichert werden kann, die Anwendung und/oder der Container für die Organsegmentierung 4010 durch den Pipelineverwalter 3912 ausgelöst werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anwendung und/oder der Container für die Organsegmentierung 4010 eine Bilddatei aus einem Cache lesen, eine Bilddatei normalisieren oder in ein für die Inferenz geeignetes Format konvertieren (z. B. eine Bilddatei in eine Eingabeauflösung eines Modells des maschinellen Lernens konvertieren) und die Inferenz gegen ein normalisiertes Bild ausführen. Um Inferenz an einem normalisierten Bild auszuführen, kann sich die Anwendung und/oder der Container für die Organsegmentierung 4010 in mindestens einer Ausführungsform auf die Dienste 3820 stützen und der Pipelineverwalter 3912 und/oder das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 können die Verwendung der Dienste 3820 durch die Anwendung und/oder den Container für die Organsegmentierung 4010 erleichtern. Zum Beispiel kann in mindestens einer Ausführungsform die Anwendung und/oder der Container für die Organsegmentierung 4010 die KI-Dienste 3918 ausnutzen, um Inferenz an einem normalisierten Bild durchzuführen, und die KI-Dienste 3918 können die Hardware 3822 (z. B. das KI-System 3924) ausnutzen, um die KI-Dienste 3918 auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Ergebnis einer Inferenz eine Maskendatei sein (wie z. B. in der Visualisierung 4016C veranschaulicht), die in einem Cache (oder einer anderen Speichervorrichtung) gespeichert werden kann.In at least one embodiment, the application and / or the container for the CT reconstruction 4008 are executed as soon as data (e.g. raw sinogram data) is available for processing by the application for CT reconstruction 4008 Are available. In at least one embodiment, the CT reconstruction 4008 Read sinogram raw data from a cache, reconstruct an image file from the sinogram raw data (e.g. in the visualization 4016B illustrated) and cache the resulting image file. In at least one embodiment, upon completion of the reconstruction, the pipeline manager 3912 signaled that the reconstruction task has been completed. In at least one embodiment, once the reconstruction is complete and a reconstructed image file can be stored in a cache (or other storage device), the organ segmentation application and / or container can be used 4010 by the pipeline manager 3912 to be triggered. In at least one embodiment, the application and / or the container can be used for organ segmentation 4010 read an image file from a cache, normalize an image file or convert it to a format suitable for inference (e.g. convert an image file to an input resolution of a machine learning model), and perform inference against a normalized image. In order to perform inference on a normalized image, the application and / or the container for organ segmentation can be used 4010 in at least one embodiment on the services 3820 support and the pipeline manager 3912 and / or the application orchestration system 3928 can use the services 3820 by the application and / or the container for organ segmentation 4010 facilitate. For example, in at least one embodiment, the application and / or the container for organ segmentation 4010 the AI services 3918 to perform inference on a normalized image and the AI services 3918 can the hardware 3822 (e.g. the AI system 3924 ) take advantage of the AI services 3918 to execute. In at least one embodiment, a result of an inference can be a mask file (such as in the visualization 4016C illustrated), which can be stored in a cache (or other storage device).
In mindestens einer Ausführungsform kann, sobald Anwendungen, die DICOM-Daten und/oder aus DICOM-Daten extrahierte Daten verarbeiten, die Verarbeitung abgeschlossen haben, ein Signal für den Pipelineverwalter 3912 erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Pipelineverwalter 3912 dann ein DICOM-Schreibgerät 4012 ausführen, um Ergebnisse aus einem Cache (oder einer anderen Speichervorrichtung) zu lesen und Ergebnisse in ein DICOM-Format (z. B. als DICOM-Ausgabe 4014) zur Verwendung durch Benutzer in einer Einrichtung, die eine Anforderung erzeugten, zu verpacken. In mindestens einer Ausführungsform kann die DICOM-Ausgabe 4014 dann an den DICOM-Adapter 3902B übertragen werden, um die DICOM-Ausgabe 4014 für die Speicherung auf den PACS-Server(n) 4004 vorzubereiten (z. B. zum Ansehen durch ein DICOM-Betrachtungsgerät in einer Einrichtung). In mindestens einer Ausführungsform können als Reaktion auf eine Anforderung zur Rekonstruktion und Segmentierung Visualisierungen 4016B und 4016C erzeugt werden und einem Benutzer für Diagnose-, Forschungs- und/oder andere Zwecke zur Verfügung gestellt werden.In at least one embodiment, once applications processing DICOM data and / or data extracted from DICOM data have completed processing, a signal to the pipeline manager may be provided 3912 be generated. In at least one embodiment, the pipeline manager 3912 then a DICOM writing instrument 4012 to read results from a cache (or other storage device) and convert results to a DICOM format (e.g., DICOM output 4014 ) for use by users at a facility that generated a request. In at least one embodiment, the DICOM output can 4014 then to the DICOM adapter 3902B be transmitted, to the DICOM output 4014 prepare for storage on the PACS server (s) 4004 (e.g. for viewing by a DICOM viewer in a facility). In at least one embodiment, visualizations can be used in response to a request for reconstruction and segmentation 4016B and 4016C and made available to a user for diagnostic, research and / or other purposes.
Obwohl als konsekutive Anwendung in der Einsatzpipeline 3910A veranschaulicht, können die Anwendungen für die CT-Rekonstruktion 4008 und die Organsegmentierung 4010 in mindestens einer Ausführungsform parallel verarbeitet werden. In mindestens einer Ausführungsform, in der die Anwendungen keine Abhängigkeiten voneinander aufweisen und Daten für jede Anwendung verfügbar sind (z. B., nachdem das DICOM-Lesegerät 4006 Daten extrahiert hat), können Anwendungen gleichzeitig, im Wesentlichen gleichzeitig oder mit einer gewissen Überlappung ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform, in der zwei oder mehr Anwendungen ähnliche Dienste 3820 erfordern, kann ein Planer des Systems 3900 zur Lastverteilung und zum Verteilen von Rechen- oder Verarbeitungsressourcen zwischen und unter verschiedenen Anwendungen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Parallelrechenplattform 3930 zum Durchführen von Parallelverarbeitung für Anwendungen verwendet werden, um die Laufzeit der Einsatzpipeline 3910A zu verkürzen, um Ergebnisse in Echtzeit bereitzustellen.Although as a consecutive application in the deployment pipeline 3910A Illustrates the uses for CT reconstruction 4008 and organ segmentation 4010 processed in parallel in at least one embodiment. In at least one embodiment, in which the applications are not dependent on one another and data is available for each application (e.g. after the DICOM reader 4006 Extracted data), applications can run concurrently, substantially concurrently, or with some overlap. In at least one embodiment, two or more applications have similar services 3820 may require a planner of the system 3900 be used for load balancing and for distributing computing or processing resources between and among different applications. In at least one embodiment, the parallel computing platform 3930 to perform parallel processing for applications to be used at the runtime of the deployment pipeline 3910A shorten to deliver results in real time.
In mindestens einer Ausführungsform und unter Bezugnahme auf 41A-41B kann das Einsatzsystem 3806 als ein oder mehrere virtuelle Instrumente implementiert werden, um unterschiedliche Funktionalitäten - wie etwa Bildverarbeitung, Segmentierung, Verbesserung, KI, Visualisierung und Inferenzieren - mit Bildgebungsvorrichtungen (z. B. CT-Scannern, Röntgenmaschinen, MRT-Maschinen usw.), Sequenzierungsvorrichtungen, Genomikvorrichtungen und/oder anderen Vorrichtungstypen durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 die Erstellung und Bereitstellung von virtuellen Instrumenten ermöglichen, die eine softwaredefinierte Einsatzpipeline 3910 beinhalten können, die durch eine Vorrichtung(en) erzeugte rohe/unverarbeitete Eingabedaten empfangen und verarbeitete/rekonstruierte Daten ausgeben kann. In mindestens einer Ausführungsform können Einsatzpipelines 3910 (z. B. 3910A und 3910B), die virtuelle Instrumente darstellen, Intelligenz in einer Pipeline implementieren, wie etwa durch Ausnutzen von Modellen des maschinellen Lernens, um einem System containerisierte Inferenzunterstützung bereitzustellen. In mindestens einer Ausführungsform können virtuelle Instrumente eine beliebige Anzahl von Containern ausführen, die jeweils Instanziierungen von Anwendungen beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform, wie etwa, wenn Echtzeitverarbeitung gewünscht ist, können Einsatzpipelines 3910, die virtuelle Instrumente darstellen, statisch sein (z. B. können Container und/oder Anwendungen festgelegt sein), während in anderen Beispielen Container und/oder Anwendungen für virtuelle Instrumente aus einem Pool von Anwendungen oder Ressourcen (z. B. innerhalb einer Containerregistrierungsdatenbank k) ausgewählt werden können (z. B. pro Anforderung).In at least one embodiment and with reference to 41A-41B can the deployment system 3806 can be implemented as one or more virtual instruments to implement different functionalities - such as image processing, segmentation, enhancement, AI, visualization and inferencing - with imaging devices (e.g. CT scanners, X-ray machines, MRI machines, etc.), sequencing devices, genomics devices and / or other types of devices. In at least one embodiment, the system 3900 enable the creation and deployment of virtual instruments that have a software-defined deployment pipeline 3910 capable of receiving raw / unprocessed input data generated by a device (s) and outputting processed / reconstructed data. In at least one embodiment, feed pipelines 3910 (e.g. 3910A and 3910B ) that are virtual instruments that implement intelligence in a pipeline, such as by taking advantage of machine learning models to provide containerized inference support to a system. In at least one embodiment, virtual instruments can execute any number of containers, each of which contains instantiations of applications. In at least one embodiment, such as when real-time processing is desired, deployment pipelines 3910 representing virtual instruments may be static (e.g. containers and / or applications may be fixed), while in other examples containers and / or applications for virtual instruments from a pool of applications or resources (e.g. within a container registry k) can be selected (e.g. per requirement).
In mindestens einer Ausführungsform kann das System 3900 als ein oder mehrere virtuelle Instrumente in den Räumlichkeiten in einer Einrichtung instanziiert oder ausgeführt werden, zum Beispiel in einem Rechensystem, das neben einer Radiologiemaschine, einer Bildgebungsvorrichtung und/oder einem anderen Vorrichtungstyp in einer Einrichtung eingesetzt wird oder anderweitig in Kommunikation damit steht. In mindestens einer Ausführungsform kann jedoch eine Installation in den Räumlichkeiten innerhalb eines Rechensystems einer Vorrichtung selbst (z. B. eines Rechensystems, das einstückig zu einer Bildgebungsvorrichtung ist), in einem lokalen Rechenzentrum (z. B. einem Rechenzentrum in den Räumlichkeiten) und/oder in einer Cloud-Umgebung (z. B. in der Cloud 3926) instanziiert oder ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das Einsatzsystem 3806, das als virtuelles Instrument arbeitet, in einigen Beispielen durch einen Supercomputer oder ein anderes HPC-System instanziiert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Installation in den Räumlichkeiten Verwendungen mit hoher Bandbreite (zum Beispiel über lokale Kommunikationsschnittstellen mit höherem Durchsatz, wie etwa HF über Ethernet) für die Echtzeitverarbeitung ermöglichen. In mindestens einer Ausführungsform kann Verarbeitung in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit besonders nützlich sein, wenn ein virtuelles Instrument eine Ultraschallvorrichtung oder eine andere Bildgebungsmodalität unterstützt, bei der sofortige Visualisierungen erwartet oder für genaue Diagnosen und Analysen erforderlich sind. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Cloud-Computing-Architektur zu dynamischem Bursting zu einem Cloud-Computing-Dienstleister oder einem anderen Rechencluster in der Lage sein, wenn die lokale Nachfrage die Kapazität oder Fähigkeit vor Ort übersteigt. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Cloud-Architektur, wenn sie implementiert ist, für das Training neuronaler Netze oder anderer Modelle des maschinellen Lernens abgestimmt werden, wie hierin in Bezug auf das Trainingssystem 3804 beschrieben. In mindestens einer Ausführungsform können Modelle des maschinellen Lernens mit vorhandenen Trainingspipelines kontinuierlich lernen und sich verbessern, wenn sie zusätzliche Daten von Vorrichtungen verarbeiten, die sie unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform können virtuelle Instrumente unter Verwendung von zusätzlichen Daten, neuen Daten, existierenden Modellen des maschinellen Lernens und/oder aktualisierten Modellen des maschinellen Lernens kontinuierlich verbessert werden.In at least one embodiment, the system 3900 instantiated or executed as one or more virtual instruments on the premises in a facility, for example in a computing system that is used in addition to a radiology machine, an imaging device and / or another type of device in a facility or is otherwise in communication therewith. In at least one embodiment, however, an installation in the premises within a computing system of a device itself (e.g. a computing system that is integral with an imaging device), in a local data center (e.g. a data center on the premises) and / or in a cloud environment (e.g. in the cloud 3926 ) instantiated or executed. In at least one embodiment, the deployment system 3806 that works as a virtual instrument can, in some examples, be instantiated by a supercomputer or other HPC system. In at least one embodiment, the on-premise installation may enable high bandwidth uses (e.g., via higher throughput local communication interfaces such as RF over Ethernet) for real-time processing. In at least one embodiment, real-time or near real-time processing can be particularly useful when a virtual instrument supports an ultrasound device or other imaging modality where instant visualizations are expected or required for accurate diagnosis and analysis. In at least one embodiment, a cloud computing architecture may be capable of dynamic bursting to a cloud computing service provider or other computing cluster when local demand exceeds local capacity or capability. In at least one embodiment, a cloud architecture, when implemented, can be tailored for training neural networks or other machine learning models, as herein with respect to the training system 3804 described. In at least one embodiment, machine learning models with existing training pipelines can continuously learn and improve as they process additional data from devices that support them. In at least one embodiment, virtual instruments can be created using additional data, new data, existing machine learning models and / or updated machine learning models are continuously improved.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Rechensystem einen Teil der oder die gesamte hierin beschriebene Hardware 3822 beinhalten und die Hardware 3822 kann auf beliebige einer Reihe von Weisen verteilt sein, einschließlich innerhalb einer Vorrichtung, als Teil einer Rechenvorrichtung, die an eine Vorrichtung gekoppelt ist und sich in deren Nähe befindet, in einem lokalen Rechenzentrum in einer Einrichtung und/oder in der Cloud 3926. Da das Einsatzsystem 3806 und die damit assoziierten Anwendungen oder Container in Software erstellt werden (z. B. als diskrete containerisierte Instanziierungen von Anwendungen), können in mindestens einer Ausführungsform das Verhalten, der Betrieb und die Konfiguration von virtuellen Instrumenten sowie die durch virtuelle Instrumente erzeugten Ausgaben nach Wunsch modifiziert oder individuell angepasst werden, ohne dass die Rohausgabe einer Vorrichtung, die ein virtuelles Instrument unterstützt, geändert oder verändert werden muss.In at least one embodiment, a computing system may include some or all of the hardware described herein 3822 include and the hardware 3822 may be distributed in any of a number of ways, including within a device, as part of a computing device coupled to and in proximity to a device, in a local data center at a facility, and / or in the cloud 3926 . Since the deployment system 3806 and the applications or containers associated therewith are created in software (e.g. as discrete containerized instantiations of applications), the behavior, operation and configuration of virtual instruments and the outputs generated by virtual instruments can be modified as desired in at least one embodiment or customized without having to alter or alter the raw output of a device that supports a virtual instrument.
In mindestens einer Ausführungsform könnte ein neuronales Netz, das mit Bildern trainiert ist, die unter Verwendung von Aspekten transformiert wurden, die Domänenunterschieden entsprechen, unter Verwendung des Systems 3900 implementiert werden.In at least one embodiment, a neural network trained with images transformed using aspects that correspond to domain differences could using the system 3900 implemented.
41A beinhaltet ein beispielhaftes Datenablaufdiagramm eines virtuellen Instruments, das eine Ultraschallvorrichtung unterstützt, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann die Einsatzpipeline 3910B einen oder mehrere der Dienste 3820 des Systems 3900 ausnutzen. In mindestens einer Ausführungsform können die Einsatzpipeline 3910B und die Dienste 3820 die Hardware 3822 eines Systems entweder lokal oder in der Cloud 3926 ausnutzen. In mindestens einer Ausführungsform, obwohl nicht veranschaulicht, kann der Prozess 4100 durch den Pipelineverwalter 3912, das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 und/oder die Parallelrechenplattform 3930 erleichtert werden. 41A includes an exemplary data flow diagram of a virtual instrument supporting an ultrasound device, in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910B one or more of the services 3820 of the system 3900 use. In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910B and the services 3820 the hardware 3822 of a system either locally or in the cloud 3926 use. In at least one embodiment, although not illustrated, the process 4100 by the pipeline manager 3912 , the application orchestration system 3928 and / or the parallel computing platform 3930 be relieved.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 4100 den Empfang von Bildgebungsdaten von einer Ultraschallvorrichtung 4102 beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die Bildgebungsdaten auf den PACS-Server(n) in einem DICOM-Format (oder einem anderen Format, wie etwa RIS, CIS, REST-konform, RPC, Rohdaten usw.) gespeichert sein und durch das System 3900 zur Verarbeitung durch die Einsatzpipeline 3910 empfangen werden, die als virtuelles Instrument (z. B. ein virtueller Ultraschall) für die Ultraschallvorrichtung 4102 ausgewählt oder individuell angepasst wurde. In mindestens einer Ausführungsform können die Bildgebungsdaten direkt von einer Bildgebungsvorrichtung (z. B. Ultraschallvorrichtung 4102) empfangen und durch ein virtuelles Instrument verarbeitet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Wandler oder ein anderer Signalkonverter, der kommunikativ zwischen einer Bildgebungsvorrichtung und einem virtuellen Instrument gekoppelt ist, die durch eine Bildgebungsvorrichtung erzeugten Signaldaten in Bilddaten umwandeln, die durch ein virtuelles Instrument verarbeitet werden können. In mindestens einer Ausführungsform können Rohdaten und/oder Bilddaten auf das DICOM-Lesegerät 4006 angewendet werden, um Daten zur Verwendung durch Anwendungen oder Container der Einsatzpipeline 3910B zu extrahieren. In mindestens einer Ausführungsform kann das DICOM-Lesegerät 4006 die Datenerweiterungsbibliothek 4114 (z. B. DALI von NVIDIA) als Dienst 3820 (z. B. als einen der Rechendienste(s) 3916) nutzen, um Daten zu extrahieren, deren Größe zu ändern, sie neu zu skalieren und/oder anderweitig für die Verwendung durch Anwendungen oder Container vorzubereiten.In at least one embodiment, the process 4100 receiving imaging data from an ultrasound device 4102 include. In at least one embodiment, the imaging data can be stored on the PACS server (s) in a DICOM format (or some other format such as RIS, CIS, RESTful, RPC, raw data, etc.) and by the system 3900 for processing through the deployment pipeline 3910 used as a virtual instrument (e.g. a virtual ultrasound) for the ultrasound device 4102 selected or customized. In at least one embodiment, the imaging data can be obtained directly from an imaging device (e.g., ultrasound device 4102 ) and processed by a virtual instrument. In at least one embodiment, a transducer or other signal converter communicatively coupled between an imaging device and a virtual instrument can convert the signal data generated by an imaging device into image data that can be processed by a virtual instrument. In at least one embodiment, raw data and / or image data can be sent to the DICOM reader 4006 applied to data for use by applications or containers in the deployment pipeline 3910B to extract. In at least one embodiment, the DICOM reader can 4006 the data expansion library 4114 (e.g. DALI from NVIDIA) as a service 3820 (e.g. as one of the computing services (s) 3916 ) to extract, resize, rescale, and / or otherwise prepare data for use by applications or containers.
In mindestens einer Ausführungsform kann, sobald die Daten vorbereitet sind, eine Anwendung und/oder ein Container für die Rekonstruktion 4106 ausgeführt werden, um die Daten von der Ultraschallvorrichtung 4102 in eine Bilddatei zu rekonstruieren. In mindestens einer Ausführungsform kann nach der Rekonstruktion 4106 oder gleichzeitig mit der Rekonstruktion 4106 eine Anwendung und/oder ein Container für die Detektion 4108 zur Anomaliedetektion, zur Objektdetektion, zur Merkmalsdetektion und/oder zu anderen Detektions-Tasks in Bezug auf die Daten ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann eine während der Rekonstruktion 4106 erzeugte Bilddatei während der Detektion 4108 verwendet werden, um Anomalien, Objekte, Merkmale usw. zu identifizieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Anwendung für die Detektion 4108 eine Inferenz-Engine 4116 (z. B. als einen der KI-Dienste(s) 3918) ausnutzen, um Inferenz an Daten durchzuführen, um Detektionen zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können ein oder mehrere Modelle des maschinellen Lernens (z. B. aus dem Trainingssystem 3804) durch die Anwendung für die Detektion 4108 ausgeführt oder aufgerufen werden.In at least one embodiment, once the data is prepared, an application and / or a container can be used for the reconstruction 4106 run to the data from the ultrasound device 4102 to reconstruct into an image file. In at least one embodiment, after the reconstruction 4106 or simultaneously with the reconstruction 4106 an application and / or a container for detection 4108 for anomaly detection, for object detection, for feature detection and / or for other detection tasks in relation to the data. In at least one embodiment, a 4106 image file generated during detection 4108 used to identify anomalies, objects, features, etc. In at least one embodiment, the application can be for detection 4108 an inference engine 4116 (e.g. as one of the AI service (s) 3918 ) to perform inference on data to generate detections. In at least one embodiment, one or more machine learning models (e.g. from the training system 3804 ) by applying for detection 4108 executed or called.
In mindestens einer Ausführungsform können, sobald die Rekonstruktion 4106 und/oder Detektion 4108 abgeschlossen ist/sind, die aus diesen Anwendungen und/oder Containern ausgegebenen Daten verwendet werden, um Visualisierungen 4110 zu erzeugen, wie etwa die Visualisierung 4112 (z. B. eine Graustufenausgabe), die auf einer Arbeitsstation oder einem Anzeigeendgerät angezeigt wird. In mindestens einer Ausführungsform kann die Visualisierung es einem Techniker oder einem anderen Benutzer ermöglichen, die Ergebnisse der Einsatzpipeline 3910B in Bezug auf die Ultraschallvorrichtung 4102 zu visualisieren. In mindestens einer Ausführungsform kann die Visualisierung 4110 durch Ausnutzen einer Rendering-Komponente 4118 des Systems 3900 (z. B. eines der Visualisierungsdienste(s) 3920) ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann die Rendering-Komponente 4118 einen 2D-, OpenGL- oder Strahlverfolgungsdienst ausführen, um die Visualisierung 4112 zu erzeugen.In at least one embodiment, once the reconstruction 4106 and / or detection 4108 is / are completed, the data output from these applications and / or containers is used to create visualizations 4110 to generate, such as the visualization 4112 (e.g. a Grayscale output) displayed on a workstation or display terminal. In at least one embodiment, the visualization can allow a technician or other user to view the results of the deployment pipeline 3910B in relation to the ultrasonic device 4102 to visualize. In at least one embodiment, the visualization 4110 by taking advantage of a rendering component 4118 of the system 3900 (e.g. one of the visualization services (s) 3920 ) are executed. In at least one embodiment, the rendering component 4118 run a 2D, OpenGL, or ray tracing service to visualize the 4112 to create.
41B beinhaltet ein beispielhaftes Datenablaufdiagramm eines virtuellen Instruments, das einen CT-Scanner unterstützt, gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann die Einsatzpipeline 3910C einen oder mehrere der Dienste 3820 des Systems 3900 ausnutzen. In mindestens einer Ausführungsform können die Einsatzpipeline 3910C und die Dienste 3820 die Hardware 3822 eines Systems entweder lokal oder in der Cloud 3926 ausnutzen. In mindestens einer Ausführungsform, obwohl nicht veranschaulicht, kann der Prozess 4120 durch den Pipelineverwalter 3912, das Anwendungsorchestrierungssystem 3928 und/oder die Parallelrechenplattform 3930 erleichtert werden. 41B includes an exemplary data flow diagram of a virtual instrument supporting a CT scanner, in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910C one or more of the services 3820 of the system 3900 use. In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910C and the services 3820 the hardware 3822 of a system either locally or in the cloud 3926 use. In at least one embodiment, although not illustrated, the process 4120 by the pipeline manager 3912 , the application orchestration system 3928 and / or the parallel computing platform 3930 be relieved.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 4120 beinhalten, dass der CT-Scanner 4122 Rohdaten erzeugt, die durch das DICOM-Lesegerät 4006 empfangen werden können (z. B. direkt, über einen PACS-Server 4004, nach der Verarbeitung usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann ein virtuelles CT (durch die Einsatzpipeline 3910C instanziiert) eine erste Echtzeitpipeline zum Überwachen eines Patienten (z. B. Patientenbewegungsdetektions-KI 4126) und/oder zum Einstellen oder Optimieren der Belichtung des CT-Scanners 4122 (z. B. unter Verwendung der Belichtungssteuer-KI 4124) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können eine oder mehrere der Anwendungen (z. B. 4124 und 4126) einen Dienst 3820 ausnutzen, wie etwa die KI-Dienst(e) 3918. In mindestens einer Ausführungsform können die Ausgaben der Anwendung (oder des Containers) für die Belichtungssteuer-KI 4124 und/oder der Anwendung (oder des Containers) für die Patientenbewegungsdetektions-KI 4126 als Rückmeldung an den CT-Scanner 4122 und/oder einen Techniker verwendet werden, um die Belichtung (oder andere Einstellungen des CT-Scanners 4122) einzustellen und/oder einen Patienten zu informieren, sich weniger zu bewegen.In at least one embodiment, the process 4120 that include the CT scanner 4122 Raw data generated by the DICOM reader 4006 can be received (e.g. directly, via a PACS server 4004 , after processing, etc.). In at least one embodiment, a virtual CT (through the deployment pipeline 3910C instantiated) a first real-time pipeline for monitoring a patient (e.g. patient motion detection AI 4126 ) and / or for setting or optimizing the exposure of the CT scanner 4122 (e.g. using exposure control AI 4124 ) include. In at least one embodiment, one or more of the applications (e.g. 4124 and 4126 ) a service 3820 exploit such as the AI service (s) 3918 . In at least one embodiment, the application (or container) outputs to the exposure control AI 4124 and / or the application (or container) for the patient motion detection AI 4126 as feedback to the CT scanner 4122 and / or a technician can be used to adjust the exposure (or other settings of the CT scanner 4122 ) and / or inform a patient to exercise less.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Einsatzpipeline 3910C eine Nicht-Echtzeitpipeline zum Analysieren der durch den CT-Scanner 4122 erzeugten Daten beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform kann eine zweite Pipeline die Anwendung und/oder den Container für die CT-Rekonstruktion 4008, eine Anwendung und/oder einen Container für eine Grobdetektions-KI 4128, eine Anwendung und/oder einen Container für eine Feindetektions-KI 4132 (wenn z. B. bestimmte Ergebnisse durch die Grobdetektions-KI 4128 detektiert werden), eine Anwendung und/oder einen Container für eine Visualisierung 4130 und eine Anwendung und/oder einen Container für das DICOM-Schreibgerät 4012 (und/oder ein Schreibgerät für einen anderen Datentyp, wie etwa RIS, CIS, REST-konform, RPC, Rohdaten usw.) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können die durch den CT-Scanner 4122 erzeugten Rohdaten durch Pipelines der Einsatzpipeline 3910C (als virtuelles CT-Instrument instanziiert) gegeben werden, um Ergebnisse zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können die Ergebnisse von dem DICOM-Schreibgerät 4012 zur Anzeige übertragen und/oder auf den PACS-Server(n) 4004 zum/zur späteren Abruf, Analyse oder Anzeige durch einen Techniker, eine Fachkraft oder einen anderen Benutzer gespeichert werden.In at least one embodiment, the deployment pipeline 3910C a non-real-time pipeline for analyzing the data sent by the CT scanner 4122 contain generated data. In at least one embodiment, a second pipeline can be the application and / or the container for the CT reconstruction 4008 , an application and / or a container for a coarse detection AI 4128 , an application and / or a container for a fine detection AI 4132 (e.g. if certain results are obtained by the coarse detection KI 4128 can be detected), an application and / or a container for visualization 4130 and an application and / or a container for the DICOM writing instrument 4012 (and / or a writing device for another data type, such as RIS, CIS, REST-compliant, RPC, raw data, etc.). In at least one embodiment, the can be performed by the CT scanner 4122 generated raw data through pipelines of the operational pipeline 3910C (instantiated as a virtual CT instrument) to generate results. In at least one embodiment, the results can be obtained from the DICOM writer 4012 can be transferred for display and / or stored on the PACS server (s) 4004 for / for later retrieval, analysis or display by a technician, a specialist or another user.
In mindestens einer Ausführungsform könnte ein neuronales Netz, das mit Bildern trainiert ist, die unter Verwendung von Aspekten transformiert wurden, die Domänenunterschieden entsprechen, unter Verwendung der Einsatzpipeline aus 41 implementiert werden.In at least one embodiment, a neural network trained with images transformed using aspects corresponding to domain differences could be performed using the deployment pipeline 41 implemented.
42A veranschaulicht ein Datenablaufdiagramm für einen Prozess 4200 zum Trainieren, erneuten Trainieren oder Aktualisieren eines Modells des maschinellen Lernens gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 4200 als nicht einschränkendes Beispiel unter Verwendung des Systems 3900 aus 39 ausgeführt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess 4200 die Dienste 3820 und/oder die Hardware 3822 des Systems 3900 ausnutzen, wie hierin beschrieben. In mindestens einer Ausführungsform können verfeinerte Modelle 4212, die durch den Prozess 4200 erzeugt wurden, durch das Einsatzsystem 3806 für eine oder mehrere containerisierte Anwendungen in Einsatzpipelines 3910 ausgeführt werden. 42A Figure 11 illustrates a data flow diagram for a process 4200 for training, retraining, or updating a machine learning model in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, the process 4200 as a non-limiting example using the system 3900 out 39 are executed. In at least one embodiment, the process 4200 the services 3820 and / or the hardware 3822 of the system 3900 as described herein. In at least one embodiment, refined models 4212 going through the process 4200 generated by the deployment system 3806 for one or more containerized applications in deployment pipelines 3910 are executed.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Modelltraining 3814 das erneute Trainieren oder Aktualisieren eines anfänglichen Modells 4204 (z. B. eines vorab trainierten Modells) unter Verwendung neuer Trainingsdaten (z. B. neuer Eingabedaten, wie etwa des Kundendatensatzes 4206, und/oder neuer mit den Eingabedaten assoziierter Ground-Truth-Daten) beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform können zum erneuten Trainieren oder Aktualisieren des anfänglichen Modells 4204 die Ausgabe- oder Verlustschicht(en) des anfänglichen Modells 4204 zurückgesetzt oder gelöscht und/oder durch aktualisierte oder neue Ausgabe- oder Verlustschicht(en) ersetzt werden. In mindestens einer Ausführungsform kann das anfängliche Modell 4204 bereits fein abgestimmte Parameter (z. B. Gewichtungen und/oder Verzerrungen) aufweisen, die aus einem früheren Training übriggeblieben sind, sodass das Training oder das erneute Training 3814 nicht so lange dauern oder so viel Verarbeitung erfordern kann wie das Training eines Modells von Grund auf. In mindestens einer Ausführungsform können während des Modelltrainings 3814 durch Zurücksetzen oder Ersetzen der Ausgabe- oder Verlustschicht(en) des anfänglichen Modells 4204 die Parameter aktualisiert und für einen neuen Datensatz auf Grundlage von Verlustberechnungen neu abgestimmt werden, die mit der Genauigkeit der Ausgabe- oder Verlustschicht(en) beim Erzeugen von Vorhersagen an einem neuen Kundendatensatz 4206 (z. B. Bilddaten 3808 aus 38) assoziiert sind.In at least one embodiment, the model training 3814 retraining or updating an initial model 4204 (e.g. a pre-trained model) using new training data (e.g. new input data, such as the customer data set 4206 , and / or new ground truth data associated with the input data). In at least one embodiment, for retrain or update the initial model 4204 the output or loss layer (s) of the initial model 4204 reset or deleted and / or replaced by updated or new output or loss layer (s). In at least one embodiment, the initial model 4204 already have fine-tuned parameters (e.g. weightings and / or distortions) that are left over from a previous training session, so that the training or the new training 3814 can't take as long or as much processing as training a model from scratch. In at least one embodiment, during model training 3814 by resetting or replacing the output or loss layer (s) of the initial model 4204 the parameters are updated and retuned for a new data set based on loss calculations that match the accuracy of the output or loss layer (s) in generating predictions on a new customer data set 4206 (e.g. image data 3808 out 38 ) are associated.
In mindestens einer Ausführungsform können die vorab trainierten Modelle 3906 in einem Datenspeicher oder einer Registrierungsdatenbank (z. B. der Modellregistrierungsdatenbank 3824 aus 38) gespeichert sein. In mindestens einer Ausführungsform können die vorab trainierten Modelle 3906 mindestens teilweise in einer oder mehreren anderen Einrichtungen als der Einrichtung, die den Prozess 4200 ausführt, trainiert worden sein. In mindestens einer Ausführungsform können zum Schutz der Privatsphäre und der Rechte von Patienten, Probanden oder Klienten unterschiedlicher Einrichtungen die vorab trainierten Modelle 3906 in den Räumlichkeiten unter Verwendung von Kunden- oder Patientendaten, die in den Räumlichkeiten erzeugt wurden, trainiert worden sein. In mindestens einer Ausführungsform können die vorab trainierten Modelle 3906 unter Verwendung der Cloud 3926 und/oder anderer Hardware 3822 trainiert werden, aber vertrauliche, datenschutzrechtlich geschützte Patientendaten dürfen nicht an beliebige Komponenten der Cloud 3926 (oder anderer Hardware außerhalb der eigenen Räumlichkeiten) übermittelt werden, durch diese verwendet werden oder für diese zugänglich sein. In mindestens einer Ausführungsform, in der ein vorab trainiertes Modell 3906 unter Verwendung von Patientendaten von mehr als einer Einrichtung trainiert wird, kann das vorab trainierte Modell 3906 einzeln für jede Einrichtung trainiert worden sein, bevor es an Patienten- oder Kundendaten einer anderen Einrichtung trainiert wird. In mindestens einer Ausführungsform, wie etwa, wenn Kunden- oder Patientendaten von Datenschutzbedenken ausgenommen wurden (z. B. durch eine Verzichtserklärung, für die experimentelle Verwendung usw.) oder wenn Kunden- oder Patientendaten in einem öffentlichen Datensatz enthalten sind, können Kunden- oder Patientendaten von einer beliebigen Anzahl von Einrichtungen verwendet werden, um das vorab trainierte Modell 3906 innerhalb und/oder außerhalb der eigenen Räumlichkeiten zu trainieren, wie etwa in einem Rechenzentrum oder einer anderen Cloud-Computing-Infrastruktur.In at least one embodiment, the previously trained models 3906 in a data store or registry (e.g. the model registry 3824 out 38 ) must be saved. In at least one embodiment, the previously trained models 3906 at least partially in one or more facilities other than the facility running the process 4200 executes, have been trained. In at least one embodiment, the previously trained models can be used to protect the privacy and rights of patients, test subjects or clients from different institutions 3906 have been trained on the premises using customer or patient data generated on the premises. In at least one embodiment, the previously trained models 3906 using the cloud 3926 and / or other hardware 3822 be trained, but confidential, data protection protected patient data may not be transferred to any components of the cloud 3926 (or other hardware outside the own premises), used by them or be accessible to them. In at least one embodiment, in which a previously trained model 3906 is trained using patient data from more than one facility, the pre-trained model 3906 individually trained for each facility before being trained on patient or customer data from another facility. In at least one embodiment, such as when customer or patient data has been exempted from privacy concerns (e.g., by waiver, for experimental use, etc.) or when customer or patient data is included in a public record, customer or Patient data from any number of institutions can be used to create the pre-trained model 3906 to train inside and / or outside of your own premises, such as in a data center or other cloud computing infrastructure.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer beim Auswählen von Anwendungen zur Verwendung in den Einsatzpipelines 3910 auch Modelle des maschinellen Lernens auswählen, die für spezifische Anwendungen verwendet werden sollen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer kein Modell zur Verwendung aufweisen, sodass ein Benutzer ein vorab trainiertes Modell 3906 zum Verwenden mit einer Anwendung auswählen kann. In mindestens einer Ausführungsform ist das vorab trainierte Modell 3906 möglicherweise nicht dafür optimiert, genaue Ergebnisse an dem Kundendatensatz 4206 einer Einrichtung eines Benutzers zu erzeugen (z. B. auf Grundlage der Patientenvielfalt, der Demografie, der Typen der verwendeten medizinischen Bildgebungsvorrichtungen usw.). In mindestens einer Ausführungsform kann das vorab trainierte Modell 3906 vor dem Einsetzen des vorab trainierten Modells 3906 in der Einsatzpipeline 3910 zur Verwendung mit einer Anwendung(en) für die Verwendung in einer jeweiligen Einrichtung aktualisiert, erneut trainiert und/oder fein abgestimmt werden.In at least one embodiment, a user can in selecting applications for use in the deployment pipelines 3910 also select machine learning models to be used for specific applications. In at least one embodiment, a user may not have a model to use, so a user may have a pre-trained model 3906 can select to use with an application. In at least one embodiment, the pre-trained model is 3906 may not be optimized to give accurate results on the customer record 4206 a user's facility (e.g., based on patient diversity, demographics, types of medical imaging devices used, etc.). In at least one embodiment, the previously trained model 3906 before inserting the previously trained model 3906 in the pipeline 3910 updated, retrained, and / or fine-tuned for use with an application (s) for use in a particular facility.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Benutzer ein vorab trainiertes Modell 3906 auswählen, das aktualisiert, erneut trainiert und/oder fein abgestimmt werden soll, und das vorab trainierte Modell 3906 kann als anfängliches Modell 4204 für das Trainingssystem 3804 innerhalb des Prozesses 4200 bezeichnet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Kundendatensatz 4206 (z. B. Bildgebungsdaten, Genomikdaten, Sequenzierungsdaten oder andere Datentypen, die durch Vorrichtungen in einer Einrichtung erzeugt werden) verwendet werden, um das Modelltraining 3814 (das ohne Einschränkung Transferlernen beinhalten kann) an dem anfänglichen Modell 4204 durchzuführen, um das verfeinerte Modell 4212 zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform können die Ground-Truth-Daten, die dem Kundendatensatz 4206 entsprechen, durch das Trainingssystem 3804 erzeugt werden. In mindestens einer Ausführungsform können Ground-Truth-Daten mindestens teilweise von Klinikern, Wissenschaftlern, Ärzten, Fachkräften in einer Einrichtung erzeugt werden (z. B. als beschriftete Klinikdaten 3812 aus 38).In at least one embodiment, a user can use a pre-trained model 3906 select to be updated, retrained, and / or fine-tuned and the pre-trained model 3906 can be used as an initial model 4204 for the training system 3804 within the process 4200 are designated. In at least one embodiment, the customer record 4206 (e.g., imaging data, genomics data, sequencing data, or other types of data generated by devices in a facility) may be used to perform model training 3814 (which can include transfer learning without restriction) on the initial model 4204 perform to the refined model 4212 to create. In at least one embodiment, the ground truth data belonging to the customer record 4206 through the training system 3804 be generated. In at least one embodiment, ground truth data can be generated at least partially by clinicians, scientists, doctors, specialists in a facility (for example as labeled clinic data 3812 out 38 ).
In mindestens einer Ausführungsform kann die KI-gestützte Annotation 3810 in einigen Beispielen verwendet werden, um Ground-Truth-Daten zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform kann die KI-gestützte Annotation 3810 (z. B. unter Verwendung eines SDK für die KI-gestützt Annotation implementiert) Modelle des maschinellen Lernens (z. B. neuronale Netze) ausnutzen, um vorgeschlagene oder vorhergesagte Ground-Truth-Daten für einen Kundendatensatz zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Benutzer 4210 Annotationswerkzeuge innerhalb einer Benutzerschnittstelle (einer grafischen Benutzerschnittstelle (graphical user interface - GUI)) auf der Rechenvorrichtung 4208 verwenden.In at least one embodiment, the AI-assisted annotation 3810 used in some examples to generate ground truth data. In at least one embodiment, the AI-assisted annotation 3810 (e.g. implemented using an SDK for AI-supported annotation) Exploit machine learning models (e.g., neural networks) to generate proposed or predicted ground truth data for a customer record. In at least one embodiment, the user can 4210 Annotation tools within a user interface (a graphical user interface (GUI)) on the computing device 4208 use.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Benutzer 4210 über die Rechenvorrichtung 4208 mit einer GUI interagieren, um Annotationen oder automatische Annotationen zu bearbeiten oder fein abzustimmen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Polygonbearbeitungsmerkmal verwendet werden, um Vertices eines Polygons an genauere oder feiner abgestimmte Stellen zu verschieben.In at least one embodiment, the user can 4210 via the computing device 4208 interact with a GUI to edit or fine-tune annotation or automatic annotation. In at least one embodiment, a polygon editing feature can be used to move vertices of a polygon to more accurate or finer-tuned locations.
In mindestens einer Ausführungsform können, sobald Ground-Truth-Daten mit dem Kundendatensatz 4206 assoziiert sind, die Ground-Truth-Daten (z. B. aus KI-gestützter Annotation, manueller Beschriftung usw.) während des Modelltrainings 3814 durch verwendet werden, um das verfeinerte Modell 4212 zu erzeugen. In mindestens einer Ausführungsform kann der Kundendatensatz 4206 beliebig oft auf das anfängliche Modell 4204 angewendet werden und die Ground-Truth-Daten können verwendet werden, um die Parameter des anfänglichen Modells 4204 zu aktualisieren, bis ein akzeptables Genauigkeitslevel für das verfeinerte Modell 4212 erreicht ist. In mindestens einer Ausführungsform kann das verfeinerte Modell 4212, sobald das verfeinerte Modell 4212 erzeugt ist, innerhalb einer oder mehrerer Einsatzpipelines 3910 in einer Einrichtung zum Durchführen eines oder mehrerer Verarbeitungs-Tasks in Bezug auf medizinische Bildgebungsdaten eingesetzt werden.In at least one embodiment, once ground truth data with the customer record 4206 are associated with the ground truth data (e.g. from AI-supported annotation, manual labeling, etc.) during model training 3814 by being used to the refined model 4212 to create. In at least one embodiment, the customer record 4206 as often as you want on the initial model 4204 can be applied and the ground truth data used to set the parameters of the initial model 4204 update to an acceptable level of accuracy for the refined model 4212 is reached. In at least one embodiment, the refined model can 4212 once the refined model 4212 is generated within one or more feed pipelines 3910 can be used in a device for performing one or more processing tasks relating to medical imaging data.
In mindestens einer Ausführungsform kann das verfeinerte Modell 4212 in die vorab trainierten Modellen 3906 in der Modellregistrierungsdatenbank 3824 hochgeladen werden, um durch eine andere Einrichtung ausgewählt zu werden. In mindestens einer Ausführungsform kann dieser Prozess in einer beliebigen Anzahl von Einrichtungen durchgeführt werden, sodass das verfeinerte Modell 4212 an neuen Datensätzen beliebig oft weiter verfeinert werden kann, um ein universelleres Modell zu erzeugen.In at least one embodiment, the refined model can 4212 into the previously trained models 3906 in the model registration database 3824 uploaded to be selected by another institution. In at least one embodiment, this process can be performed in any number of facilities such that the refined model 4212 can be refined any number of times on new data sets in order to generate a more universal model.
In mindestens einer Ausführungsform könnte ein neuronales Netz, das mit Bildern trainiert ist, die unter Verwendung von Aspekten transformiert wurden, die Domänenunterschieden entsprechen, unter Verwendung eines verfeinerten Modells aus 42 implementiert werden.In at least one embodiment, a neural network trained with images transformed using aspects corresponding to domain differences could be performed using a refined model 42 implemented.
42B ist eine beispielhafte Veranschaulichung einer Client-Server-Architektur 4232 zum Erweitern von Annotationswerkzeugen mit vorab trainierten Annotationsmodellen gemäß mindestens einer Ausführungsform. In mindestens einer Ausführungsform können die KI-gestützten Annotationswerkzeuge 4236 auf Grundlage einer Client-Server-Architektur 4232 instanziiert werden. In mindestens einer Ausführungsform können die Annotationswerkzeuge 4236 in Bildgebungsanwendungen zum Beispiel Radiologen beim Identifizieren von Organen und Auffälligkeiten unterstützen. In mindestens einer Ausführungsform können Bildgebungsanwendungen Software-Werkzeuge beinhalten, die dem Benutzer 4210 dabei helfen, als nicht einschränkendes Beispiel einige Extrempunkte an einem konkreten Organ von Interesse auf Rohbildern 4234 (z. B. auf einem 3D-MRT- oder CT-Scan) zu identifizieren und automatisch annotierte Ergebnisse für alle 2D-Scheiben eines konkreten Organs zu empfangen. In mindestens einer Ausführungsform können die Ergebnisse in einem Datenspeicher als Trainingsdaten 4238 gespeichert und als (zum Beispiel und ohne Einschränkung) Ground-Truth-Daten für das Training verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform kann, wenn die Rechenvorrichtung 4208 Extrempunkte für die KI-gestützte Annotation 3810 sendet, ein Deep-Learning-Modell diese Daten zum Beispiel als Eingabe empfangen und Inferenzergebnisse eines segmentierten Organs oder einer Auffälligkeit zurückgeben. In mindestens einer Ausführungsform können vorab instanziierte Annotationswerkzeuge, wie etwa das KI-gestützte Annotationswerkzeug 4236B in 42B, durch Vornehmen von API-Aufrufen (z. B. API-Aufruf 4244) an einen Server, wie etwa einen Annotationsassistenzserver 4240, erweitert werden, der einen Satz von vorab trainierten Modellen 4242 beinhalten kann, der zum Beispiel in einer Annotationsmodellregistrierungsdatenbank gespeichert ist. In mindestens einer Ausführungsform kann eine Annotationsmodellregistrierungsdatenbank vorab trainierte Modelle 4242 (z. B. Modelle des maschinellen Lernens, wie etwa Deep-Learning-Modelle) speichern, die vorab trainiert sind, um eine KI-gestützte Annotation an einem konkreten Organ oder einer Auffälligkeit durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform können diese Modelle durch Verwenden von Trainingspipelines 3904 weiter aktualisiert werden. In mindestens einer Ausführungsform können vorab installierte Annotationswerkzeuge im Verlauf der Zeit verbessert werden, wenn neue beschriftete Klinikdaten 3812 hinzugefügt werden. 42B Figure 3 is an exemplary illustration of a client-server architecture 4232 for expanding annotation tools with previously trained annotation models according to at least one embodiment. In at least one embodiment, the AI-supported annotation tools 4236 based on a client-server architecture 4232 be instantiated. In at least one embodiment, the annotation tools 4236 in imaging applications, for example, support radiologists in identifying organs and abnormalities. In at least one embodiment, imaging applications may include software tools that are useful to the user 4210 A few extreme points on a specific organ of interest on raw images help as a non-limiting example 4234 (e.g. on a 3D MRT or CT scan) and automatically receive annotated results for all 2D slices of a specific organ. In at least one embodiment, the results can be stored in a data memory as training data 4238 stored and used as (for example and without limitation) ground truth data for training. In at least one embodiment, if the computing device 4208 Extreme points for the AI-supported annotation 3810 sends, a deep learning model can receive this data as input, for example, and return inference results from a segmented organ or an abnormality. In at least one embodiment, pre-instantiated annotation tools, such as the AI-supported annotation tool 4236B in 42B , by making API calls (e.g. API call 4244 ) to a server such as an annotation assistant server 4240 , which is a set of pre-trained models 4242 may include, for example, stored in an annotation model registry. In at least one embodiment, an annotation model registration database can include pre-trained models 4242 (e.g. machine learning models such as deep learning models) that are trained in advance to carry out AI-supported annotation on a specific organ or anomaly. In at least one embodiment, these models can be implemented using training pipelines 3904 to be further updated. In at least one embodiment, pre-installed annotation tools can improve over time as new labeled clinic data 3812 to be added.
Die Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 wird verwendet, um Inferenz- und/oder Trainingsoperationen durchzuführen, die mit einer oder mehreren Ausführungsformen assoziiert sind. Details bezüglich der Inferenz- und/oder Trainingslogik 915 sind hierin in Verbindung mit 9A und/oder 9B bereitgestellt.The inference and / or training logic 915 is used to perform inference and / or training operations associated with one or more embodiments. Details regarding the inference and / or training logic 915 are herein in connection with 9A and / or 9B provided.
Ausführungsform der Offenbarung können im Hinblick auf die folgenden Sätze beschrieben werden:
- 1. Prozessor, umfassend eine oder mehrere Schaltungen, um dabei zu helfen, ein oder mehrere erste neuronale Netze an einem ersten Satz von Bildern unter Verwendung einer oder mehrerer Grafikverarbeitungseinheiten zu trainieren, um ein oder mehrere Objekte innerhalb eines oder mehrerer Bilder eines zweiten Satzes von Bildern zu identifizieren, wobei es sich bei dem ersten Satz von Bildern um Bilder aus einer ersten Domäne handelt, wobei es sich bei dem zweiten Satz von Bildern um Bilder aus einer zweiten Domäne handelt und wobei der erste Satz von Bildern vor dem Trainieren auf Grundlage von erwarteten Unterschieden zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne transformiert wird.
- 2. Prozessor nach Satz 1, ferner umfassend ersten Speicher zum Speichern des ersten Satzes von Bildern, einen Transformator zum Transformieren eines ersten Bildes des ersten Satzes von Bildern gemäß einem Bildaspekt, um ein erstes transformiertes Bild zu bilden, und zweiten Speicher zum des ersten transformierten Bildes zur Verwendung beim Trainieren des einen oder der mehreren ersten neuronalen Netze.
- 3. Prozessor nach Satz 2, wobei der Bildaspekt eines oder mehrere von einem Qualitätsaspekt, einem Aussehensaspekt oder einem Raumkonfigurationsaspekt umfasst.
- 4. Prozessor nach Satz 3, wobei der Transformator Logik zum Auswählen eines Bildaspektwerts für den Bildaspekt aus einem Bereich von Aspektwerten beinhaltet, die zum Transformieren des ersten Bildes gemäß dem Bildaspekt und dem Bildaspektwert verwendet werden soll.
- 5. Prozessor nach einem der Sätze 2-4, ferner umfassend Segmentierungsspeicher zum Speichern von Segmentierungsdaten des ersten Bildes.
- 6. Prozessor nach Satz 5, wobei der Bildaspekt einen Raumkonfigurationsaspekt umfasst und wobei der Transformator das erste Bild gemäß Raumkonfigurationsaspektparametern modifiziert und die Segmentierungsdaten des ersten Bildes gemäß den Raumkonfigurationsaspektparametern modifiziert.
- 7. Prozessor nach einem der Sätze 2-6, wobei der Bildaspekt einen Raumkonfigurationsaspekt umfasst und wobei das erste Bild ein Volumenbild ist, wobei der Prozessor ferner einen Bildzuschneider umfasst, um das erste Bild in Teilvolumenbilder zuzuschneiden, wobei Teilvolumenbilder separat verarbeitet werden.
- 8. Prozessor nach Satz 7, wobei der Bildzuschneider ein Zuschneider ist, der innerhalb eines Quaders mit minimaler Oberfläche, der ein 3D-Koordinatengitter enthält, interpoliert.
- 9. Prozessor, umfassend ein trainiertes neuronales Netz, das eine oder mehrere Grafikverarbeitungseinheiten verwendet, um ein oder mehrere Objekte innerhalb eines oder mehrerer Bilder eines zweiten Satzes von Bildern zu identifizieren, wobei es sich bei dem trainierten neuronalen Netz um ein neuronales Netz handelt, das an einem ersten Satz von Bildern trainiert ist, wobei es sich bei dem ersten Satz von Bildern um Bilder aus einer ersten Domäne handelt, wobei es sich bei dem zweiten Satz von Bildern um Bilder aus einer zweiten Domäne handelt und wobei der erste Satz von Bildern vor dem Trainieren des trainierten neuronalen Netzes auf Grundlage von erwarteten Unterschieden zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne transformiert wird.
- 10. Prozessor nach Satz 9, ferner umfassend Speicher für Domänenunterschiedsdaten, die die erwarteten Unterschiede zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne darstellen, und eine Eingabe des trainierten neuronalen Netzes zum Empfangen der Domänenunterschiedsdaten zum Verwenden in einem Bildverarbeitungsprozess.
- 11. Prozessor nach Satz 9 oder 10, wobei die erwarteten Unterschiede zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne einem oder mehreren von einem Qualitätsaspekt, einem Aussehensaspekt oder einem Raumkonfigurationsaspekt entsprechen.
- 12. Prozessor nach einem der Sätze 9-11, wobei der zweite Satz von Bildern medizinische Bilder umfasst.
- 13. Prozessor nach Satz 12, wobei es sich bei dem ersten Satz von Bildern um Bilder handelt, die unter Verwendung einer ersten medizinischen Vorrichtung erlangt werden, und es sich bei dem zweiten Satz von Bildern um Bilder handelt, die unter Verwendung einer zweiten medizinischen Vorrichtung erlangt werden, die sich von der ersten medizinischen Vorrichtung unterscheidet.
- 14. Prozessor nach einem der Sätze 9-13, wobei der erste Satz von Bildern volumetrische Bilder umfasst.
- 15. Verfahren unter Verwendung einer oder mehrerer Grafikverarbeitungseinheiten zum Verarbeiten von Bildern, umfassend Trainieren eines ersten neuronalen Netzes mit einem ersten Satz von Bildern und Ausgaben, um einem trainierten neuronalen Netz dabei zu helfen, Ausgaben von einem eingegebenen Bild eines zweiten Satzes von Bildern zu inferenzieren, wobei es sich bei dem ersten Satz von Bildern um Bilder aus einer ersten Domäne handelt, wobei es sich bei dem zweiten Satz von Bildern um Bilder aus einer zweiten Domäne handelt und wobei der erste Satz von Bildern vor dem Trainieren auf Grundlage von erwarteten Unterschieden zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne transformiert wird.
- 16. Verfahren nach Satz 15, wobei Trainieren des ersten neuronalen Netzes Folgendes umfasst: Erlangen des ersten Satzes von Bildern, der mindestens ein erstes Bild umfasst, Erlangen einer Segmentierung des ersten Bildes, wobei die Segmentierung Grenzen von Objekten darstellt, die in dem ersten Bild abgebildet sind, Bestimmen eines Transformationsaspektparameters, wobei der Transformationsaspektparameter mindestens einem der erwarteten Unterschiede zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne entspricht, Bestimmen eines Werts des Transformationsaspektparameters, Transformieren des ersten Bildes auf Grundlage des Werts des Transformationsaspektparameters, um ein transformiertes erstes Bild zu bilden, Trainieren des ersten neuronalen Netzes mit dem transformierten ersten Bild.
- 17. Verfahren nach Satz 16, ferner umfassend Bestimmen, ob das erste Bild im Ganzen unter Verwendung eines Speichers transformiert werden kann, und Zuschneiden des ersten Bildes in eine Vielzahl von Teilvolumina zum separaten Laden in den Speicher.
- 18. Verfahren nach Satz 16 oder 17, ferner umfassend Erzeugen einer Vielzahl von transformierten Bildern aus dem ersten Bild unter Verwendung einer Vielzahl von Transformationsaspektparametern.
- 19. Verfahren nach Satz 18, wobei die Vielzahl von Transformationsaspektparametern einen Qualitätsaspekt, einen Aussehensaspekt und/oder einen Raumkonfigurationsaspekt umfasst.
- 20. Verfahren nach einem der Sätze 16-19, wobei der Transformationsaspektparameter einen Raumkonfigurationsaspektparameter umfasst, wobei das Verfahren ferner Modifizieren des ersten Bildes gemäß dem Raumkonfigurationsaspektparameter und Modifizieren der Segmentierung des ersten Bildes gemäß dem Raumkonfigurationsaspektparameter umfasst.
- 21. Verfahren nach Satz 20, wobei Modifizieren des ersten Bildes gemäß dem Raumkonfigurationsaspektparameter zufälliges Zuschneiden von Teilvolumina des ersten Bildes zum Laden in einen Speicher umfasst, um den Wert des Transformationsaspektparameters auf das erste Bild anzuwenden.
- 22. Verfahren nach einem der Sätze 16-21, ferner umfassend Trainieren des ersten neuronalen Netzes über eine Vielzahl von Trainingsepochen unter Verwendung eines unterschiedlichen Transformationsaspektparameters für jede der Vielzahl von Trainingsepochen.
- 23. Verfahren unter Verwendung einer oder mehrerer Grafikverarbeitungseinheiten zum Verarbeiten von Bildern, umfassend Identifizieren eines oder mehrerer Objekte innerhalb eines oder mehrerer Bilder eines zweiten Satzes von Bildern unter Verwendung eines trainierten neuronalen Netzes, wobei es sich bei dem trainierten neuronalen Netz um ein neuronales Netz handelt, das an einem ersten Satz von Bildern trainiert ist, wobei es sich bei dem ersten Satz von Bildern um Bilder aus einer ersten Domäne handelt, wobei es sich bei dem zweiten Satz von Bildern um Bilder aus einer zweiten Domäne handelt und wobei der erste Satz von Bildern vor dem Trainieren des trainierten neuronalen Netzes auf Grundlage von erwarteten Unterschieden zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne transformiert wird.
- 24. Verfahren nach Satz 23, ferner umfassend Bestimmen eines Domänenunterschieds, der die erwarteten Unterschiede zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne darstellt, Bereitstellen des Domänenunterschieds als Eingabe in das trainierte neuronale Netz und Verwenden des Domänenunterschieds in einem Bildverarbeitungsprozess.
- 25. Verfahren nach Satz 23 oder 24, wobei der zweite Satz von Bildern medizinische Bilder umfasst.
- 26. Verfahren nach Satz 25, wobei es sich bei dem ersten Satz von Bildern um Bilder handelt, die unter Verwendung einer ersten medizinischen Vorrichtung erlangt werden, und es sich bei dem zweiten Satz von Bildern um Bilder handelt, die unter Verwendung einer zweiten medizinischen Vorrichtung erlangt werden, die sich von der ersten medizinischen Vorrichtung unterscheidet.
- 27. Verfahren nach einem der Sätze 23-26, wobei der erste Satz von Bildern volumetrische Bilder umfasst.
- 28. Verfahren nach einem der Sätze 23-26, wobei die erwarteten Unterschiede zwischen der ersten Domäne und der zweiten Domäne einem oder mehreren von einem Qualitätsaspekt, einem Aussehensaspekt oder einem Raumkonfigurationsaspekt entsprechen.
Embodiments of the disclosure can be described in terms of the following sentences: - A processor comprising one or more circuitry to help train one or more first neural networks on a first set of images using one or more graphics processing units to generate one or more objects within one or more images of a second set of Identify images, the first set of images being images from a first domain, the second set of images being images from a second domain, and the first set of images based on prior to training expected differences between the first domain and the second domain is transformed.
- 2. The processor of sentence 1, further comprising first memory for storing the first set of images, a transformer for transforming a first image of the first set of images according to an image aspect to form a first transformed image, and second memory for transforming the first Image for use in training the one or more first neural networks.
- 3. The processor of clause 2, wherein the image aspect comprises one or more of a quality aspect, an appearance aspect, or a spatial configuration aspect.
- 4. The processor of clause 3, wherein the transformer includes logic to select an image aspect value for the image aspect from a range of aspect values to be used to transform the first image according to the image aspect and the image aspect value.
- 5. The processor of any one of sets 2-4, further comprising segmentation memory for storing segmentation data of the first image.
- 6. The processor of sentence 5, wherein the image aspect comprises a space configuration aspect and wherein the transformer modifies the first image according to space configuration aspect parameters and modifies the segmentation data of the first image according to the space configuration aspect parameters.
- 7. The processor of any of sentences 2-6, wherein the image aspect comprises a spatial configuration aspect and wherein the first image is a volume image, the processor further comprising an image cropper to crop the first image into sub-volume images, wherein sub-volume images are processed separately.
- 8. The processor of clause 7, wherein the image cropper is a cropper that interpolates within a cuboid with minimal surface area containing a 3D coordinate grid.
- 9. A processor comprising a trained neural network that uses one or more graphics processing units to identify one or more objects within one or more images of a second set of images, the trained neural network being a neural network which is trained on a first set of images, the first set of images being images from a first domain, the second set of images being images from a second domain, and the first set of images being prior transforming the training of the trained neural network based on expected differences between the first domain and the second domain.
- 10. The processor of sentence 9, further comprising storage for domain difference data representing the expected differences between the first domain and the second domain, and an input of the trained neural network for receiving the domain difference data for use in an image processing process.
- 11. The processor of clause 9 or 10, wherein the expected differences between the first domain and the second domain correspond to one or more of a quality aspect, an appearance aspect, or a space configuration aspect.
- 12. The processor of any of sets 9-11, wherein the second set of images comprises medical images.
- 13. The processor of clause 12, wherein the first set of images are images obtained using a first medical device and the second set of images are images obtained using a second medical device which is different from the first medical device.
- 14. The processor of any one of sets 9-13, wherein the first set of images comprises volumetric images.
- 15. A method of processing images using one or more graphics processing units, comprising training a first neural network with a first set of images and outputs to help a trained neural network generate outputs from an input Image of a second set of images, the first set of images being images from a first domain, the second set of images being images from a second domain, and the first set of images being prior transforming training based on expected differences between the first domain and the second domain.
- 16. The method of clause 15, wherein training the first neural network comprises: obtaining the first set of images including at least a first image, obtaining a segmentation of the first image, the segmentation representing boundaries of objects included in the first image are mapped, determining a transformation aspect parameter, wherein the transformation aspect parameter corresponds to at least one of the expected differences between the first domain and the second domain, determining a value of the transformation aspect parameter, transforming the first image based on the value of the transformation aspect parameter to form a transformed first image, Training the first neural network with the transformed first image.
- 17. The method of clause 16, further comprising determining whether the first image can be transformed as a whole using a memory, and cropping the first image into a plurality of sub-volumes for loading separately into the memory.
- 18. The method of sentence 16 or 17, further comprising generating a plurality of transformed images from the first image using a plurality of transformation aspect parameters.
- 19. The method of clause 18, wherein the plurality of transformation aspect parameters includes a quality aspect, an appearance aspect, and / or a space configuration aspect.
- 20. The method according to any of sentences 16-19, wherein the transformation aspect parameter comprises a space configuration aspect parameter, the method further comprising modifying the first image according to the space configuration aspect parameter and modifying the segmentation of the first image according to the space configuration aspect parameter.
- 21. The method of clause 20, wherein modifying the first image according to the spatial configuration aspect parameter comprises randomly cropping partial volumes of the first image for loading into memory to apply the value of the transformation aspect parameter to the first image.
- 22. The method according to any one of sentences 16-21, further comprising training the first neural network over a plurality of training epochs using a different transformation aspect parameter for each of the plurality of training epochs.
- 23. A method using one or more graphics processing units for processing images, comprising identifying one or more objects within one or more images of a second set of images using a trained neural network, the trained neural network being a neural network trained on a first set of images, the first set of images being images from a first domain, the second set of images being images from a second domain, and the first set of Images is transformed prior to training the trained neural network based on expected differences between the first domain and the second domain.
- 24. The method of sentence 23, further comprising determining a domain difference representing the expected differences between the first domain and the second domain, providing the domain difference as input to the trained neural network, and using the domain difference in an image processing process.
- 25. The method of sentence 23 or 24, wherein the second set of images comprises medical images.
- 26. The method of sentence 25, wherein the first set of images are images obtained using a first medical device and the second set of images are images obtained using a second medical device which is different from the first medical device.
- 27. The method of any one of sets 23-26, wherein the first set of images comprises volumetric images.
- 28. The method of any of sentences 23-26, wherein the expected differences between the first domain and the second domain correspond to one or more of a quality aspect, an appearance aspect, or a space configuration aspect.
In mindestens einer Ausführungsform kann sich eine einzelne Halbleiterplattform auf eine einzige einheitliche halbleiterbasierte integrierte Schaltung oder einen solchen Chip beziehen. In mindestens einer Ausführungsform können Multi-Chip-Module mit erhöhter Verbindungsfähigkeit verwendet werden, die den chipinternen Betrieb simulieren und wesentliche Verbesserungen gegenüber der Nutzung einer herkömmlichen Implementation mit einer zentralen Verarbeitungseinheit („CPU“) und einem Bus bieten. In mindestens einer Ausführungsform können verschiedene Module je nach Wunsch des Benutzers auch separat oder in verschiedenen Kombinationen von Halbleiterplattformen untergebracht sein.In at least one embodiment, a single semiconductor platform can refer to a single unitary semiconductor-based integrated circuit or chip. In at least one embodiment, multi-chip modules with increased connectivity can be used that the Simulate chip-internal operation and offer significant improvements compared to the use of a conventional implementation with a central processing unit ("CPU") and a bus. In at least one embodiment, different modules can also be accommodated separately or in different combinations of semiconductor platforms, as desired by the user.
In mindestens einer Ausführungsform, unter erneuter Bezugnahme auf 15, sind Computerprogramme in Form von maschinenlesbarem ausführbarem Code oder Computersteuerlogik-Algorithmen in dem Hauptspeicher 1504 und/oder Sekundärspeicher gespeichert. Falls sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, ermöglichen es Computerprogramme dem System 1500, verschiedene Funktionen gemäß mindestens einer Ausführungsform durchzuführen. In mindestens einer Ausführungsform sind Arbeitsspeicher 1504, Datenspeiche und/oder beliebiger anderer Speicher mögliche Beispiele für computerlesbare Medien. In mindestens einer Ausführungsform kann sich der Sekundärspeicher auf ein(e) beliebige(s) geeignete(s) Speichervorrichtung oder -system beziehen, wie etwa ein Festplattenlaufwerk und/oder ein Wechselspeicherlaufwerk, das ein Diskettenlaufwerk, ein Magnetbandlaufwerk, ein Compact-Disk-Laufwerk, ein Digital-Versatile-Disk-(„DVD“-)Laufwerk, eine Aufzeichnungsvorrichtung, einen Universal-Serial-Bus-(„USB“-)Flash-Speicher usw. darstellt. In mindestens einer Ausführungsform werden die Architektur und/oder die Funktionalität verschiedener vorheriger Figuren im Kontext der CPU 1502, des Parallelverarbeitungssystems 1512, einer integrierten Schaltung, die mindestens zu einem Teil der Fähigkeiten sowohl der CPU 1502 als auch des Parallelverarbeitungssystems 1512 in der Lage ist, eines Chipsatzes (z. B. einer Gruppe integrierter Schaltungen, die so ausgestaltet ist, dass sie als Einheit zum Durchführen verwandter Funktionen arbeitet und verkauft wird, usw.) und/oder einer beliebigen geeigneten Kombination integrierter Schaltung(en) implementiert.In at least one embodiment, referring again to FIG 15th , are computer programs in the form of machine readable executable code or computer control logic algorithms in main memory 1504 and / or secondary storage. If executed by one or more processors, computer programs enable the system 1500 to perform various functions in accordance with at least one embodiment. In at least one embodiment, there are main memories 1504 , Data storage, and / or any other storage possible examples of computer readable media. In at least one embodiment, secondary storage may refer to any suitable storage device or system, such as a hard disk drive and / or a removable storage drive, a floppy disk drive, a magnetic tape drive, a compact disk drive , digital versatile disk (“DVD”) drive, recording device, universal serial bus (“USB”) flash memory, and so on. In at least one embodiment, the architecture and / or functionality of various previous figures in the context of the CPU 1502 , the parallel processing system 1512 , an integrated circuit that provides at least some of the capabilities of both the CPU 1502 as well as the parallel processing system 1512 is capable of using a chipset (e.g. a group of integrated circuits designed to operate and be sold as a unit to perform related functions, etc.) and / or any suitable combination of integrated circuit (s) implemented.
In mindestens einer Ausführungsform werden die Architektur und/oder Funktionalität verschiedener vorhergehender Figuren im Kontext eines allgemeinen Computersystems, eines Leiterplattensystems, eines für Unterhaltungszwecke dedizierten Spielekonsolensystems, eines anwendungsspezifischen Systems und mehr implementiert. In mindestens einer Ausführungsform kann das Computersystem 1500 die Form eines Desktop-Computers, eines Laptop-Computers, eines Tablet-Computers, von Servern, von Supercomputern, eines Smartphones (z. B. einer drahtlosen tragbaren Vorrichtung), eines persönlichen digitalen Assistenten („PDA“), einer Digitalkamera, eines Fahrzeugs, einer am Kopf befestigten Anzeige, einer tragbaren elektronischen Vorrichtung, einer Mobiltelefonvorrichtung, eines Fernsehgeräts, einer Arbeitsstation, von Spielekonsolen, eines eingebetteten Systems und/oder eines beliebigen anderen Typs von Logik annehmen.In at least one embodiment, the architecture and / or functionality of various previous figures are implemented in the context of a general purpose computer system, a circuit board system, an entertainment game console system, an application specific system, and more. In at least one embodiment, the computer system can 1500 in the form of a desktop computer, laptop computer, tablet computer, servers, supercomputers, smartphone (e.g. wireless portable device), personal digital assistant ("PDA"), digital camera, an Vehicle, head-mounted display, handheld electronic device, cellphone device, television, workstation, game console, embedded system, and / or any other type of logic.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das Parallelverarbeitungssystem 1512 ohne Einschränkung eine Vielzahl von Parallelverarbeitungseinheiten („PPUs“) 1514 und damit assoziierte Speicher 1516. In mindestens einer Ausführungsform sind die PPUs 1514 über eine Zusammenschaltung 1518 und einen Switch 1520 oder Multiplexer mit einem Host-Prozessor oder anderen Peripherievorrichtungen verbunden. In mindestens einer Ausführungsform verteilt das Parallelverarbeitungssystem 1512 Rechen-Tasks auf PPUs 1514, die parallelisierbar sein können - zum Beispiel als Teil der Verteilung von Rechen-Tasks auf mehrere Thread-Blöcke einer Grafikverarbeitungseinheit („GPU“). In mindestens einer Ausführungsform wird der Speicher von einigen oder allen PPUs 1514 gemeinsam genutzt und ist er für diese zugänglich (z. B. für Lese- und/oder Schreibzugriff), obwohl ein derartiger gemeinsam genutzter Speicher Einbußen bei der Rechenleistung in Bezug auf die Verwendung von lokalem Speicher und Registern, die in einer PPU 1514 resident sind, mit sich bringen kann. In mindestens einer Ausführungsform wird der Betrieb der PPUs 1514 durch Verwendung eines Befehls wie etwa _syncthreads() synchronisiert, wobei alle Threads in einem Block (z. B. über mehrere PPUs 1514 hinweg ausgeführt) einen bestimmten Punkt der Codeausführung erreichen müssen, bevor sie fortfahren.In at least one embodiment, the system includes parallel processing 1512 a multitude of parallel processing units ("PPUs") without restriction 1514 and associated memories 1516 . In at least one embodiment, the are PPUs 1514 via an interconnection 1518 and a switch 1520 or multiplexers connected to a host processor or other peripheral devices. In at least one embodiment, the parallel processing system distributes 1512 Compute tasks on PPUs 1514 that can be parallelized - for example as part of the distribution of computing tasks over several thread blocks of a graphics processing unit (“GPU”). In at least one embodiment, the memory is used by some or all of the PPUs 1514 shared and accessible to them (e.g. for read and / or write access), although such shared memory has a computational impact on the use of local memory and registers contained in a PPU 1514 are resident, can bring with it. In at least one embodiment, the operation of the PPUs 1514 by using a command such as _syncthreads (), all threads are synchronized in a block (e.g. across multiple PPUs 1514 across) must reach a point in code execution before continuing.
Andere Variationen liegen innerhalb des Geistes der vorliegenden Offenbarung. Wenngleich an den offenbarten Techniken diverse Modifikationen und alternative Konstruktionen vorgenommen werden können, sind somit bestimmte veranschaulichte Ausführungsformen davon in den Zeichnungen gezeigt und diese wurden vorstehend ausführlich beschrieben. Allerdings versteht es sich, dass nicht die Absicht verfolgt wird, die Offenbarung auf die spezifische(n) offenbarte(n) Form oder Formen einzuschränken, sondern die Absicht ganz im Gegenteil darin besteht, sämtliche Modifikationen, alternativen Konstruktionen und Äquivalente abzudecken, die in den Geist und Umfang der wie in den beigefügten Ansprüchen definierten Offenbarung fallen.Other variations are within the spirit of the present disclosure. Thus, while various modifications and alternative constructions can be made in the disclosed techniques, certain illustrated embodiments thereof have been shown in the drawings and have been described in detail above. It should be understood, however, that it is not intended to limit the disclosure to the specific form or shapes disclosed, but rather, on the contrary, the intention is to cover all modifications, alternative constructions, and equivalents disclosed in the The spirit and scope of the disclosure fall as defined in the appended claims.
Die Verwendung der Ausdrücke „ein“ und „eine“ und „der/die/das“ und ähnlicher Referenten im Kontext des Beschreibens offenbarter Ausführungsformen (insbesondere im Kontext der folgenden Ansprüche) ist so auszulegen, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural abdeckt, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Kontext dem eindeutig widerspricht, und nicht als Definition eines Ausdrucks. Die Ausdrücke „umfassend“, „aufweisend“, „beinhaltend“ und „enthaltend“ sind als offene Ausdrücke auszulegen (die „einschließlich, aber nicht beschränkt auf bedeuten), sofern nicht anderweitig angemerkt. Wenn es unmodifiziert vorliegt und sich auf physische Verbindungen bezieht, ist „verbunden“ als teilweise oder vollständig ineinander enthalten, aneinander angebracht oder aneinander angefügt auszulegen, auch wenn ein Element dazwischenliegt. Die Nennung von Wertebereichen hierin soll lediglich als kurzes Verfahren zur einzelnen Bezugnahme auf jeden separaten Wert dienen, der in den Bereich fällt, es sei denn, hierin ist etwas anderes angegeben, und jeder separate Wert ist in die Beschreibung eingeschlossen, als ob er einzeln hierin wiedergegeben wäre. In mindestens einer Ausführungsform ist die Verwendung des Ausdrucks „Satz“ (z. B. „ein Satz von Gegenständen“) oder „Teilmenge“ als eine nicht leere Sammlung auszulegen, die ein oder mehrere Elemente umfasst, es sei denn, es ist etwas anderes angemerkt oder der Kontext widerspricht dem. Sofern nichts anderes angegeben ist oder der Kontext dem widerspricht, bezeichnet ferner der Ausdruck „Teilmenge“ eines entsprechenden Satzes nicht notwendigerweise eine richtige Teilmenge des entsprechenden Satzes, sondern die Teilmenge und der entsprechende Satz können gleich sein.The use of the terms “a” and “an” and “der / die / das” and similar referents in the context of describing disclosed embodiments (particularly in the context of the following claims) is to be construed to cover both the singular and the plural unless otherwise specified herein or the context clearly contradicts it, and not as a definition of a term. The terms “comprising,” “having,” “including,” and “containing” are to be construed as open-ended terms (meaning “including, but not limited to,”) unless otherwise noted. When it is unmodified and to refer to physical connections, “connected” is to be construed as incorporated, attached, or attached to one another in whole or in part, including with an element therebetween. The mentioning of ranges of values herein is intended only as a brief process of individual reference to each separate value that falls within the range, unless otherwise stated herein, and each separate value is included in the description as if individually herein would be reproduced. In at least one embodiment, the use of the term “set” (e.g., “a set of items”) or “subset” is to be construed as a non-empty collection that includes one or more items, unless otherwise noted or the context contradicts it. Furthermore, unless otherwise stated or the context contradicts this, the term “subset” of a corresponding sentence does not necessarily denote a correct subset of the corresponding sentence, but the subset and the corresponding sentence can be the same.
Sofern nicht spezifisch etwas anderes genannt ist oder der Kontext dem eindeutig widerspricht, ist verbindende Sprache, wie etwa Formulierungen der Form „wenigstens eines von A, B und C“ oder „mindestens eines von A, B und C“, andernfalls in dem Kontext zu verstehen, in dem sie allgemein verwendet werden, um darzustellen, dass ein Gegenstand, ein Ausdruck usw. entweder A oder B oder C oder eine beliebige nicht leere Teilmenge des Satzes aus A und B und C sein kann. Zum Beispiel beziehen sich in dem veranschaulichenden Beispiel für einen Satz, der drei Elemente aufweist, die verbindenden Formulierungen „wenigstens eines von A, B und C“ und „mindestens eines von A, B und C“ auf einen beliebigen der folgenden Sätze: {A}, {B}, {C}, {A, B}, {A, C}, {B, C}, {A, B, C}. Somit soll derartige verbindende Sprache im Allgemeinen nicht implizieren, dass bestimmte Ausführungen es erforderlich machen, dass mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C vorhanden ist. Sofern nichts anderes angemerkt ist oder der Kontext dem widerspricht, gibt der Ausdruck „Vielzahl“ einen Zustand der Pluralität an (z. B. gibt „eine Vielzahl von Gegenständen“ mehrere Gegenstände an). In mindestens einer Ausführungsform beträgt die Anzahl der Gegenstände in einer Vielzahl mindestens zwei, es können aber auch mehr sein, wenn dies entweder explizit oder durch den Kontext angegeben ist. Sofern nichts anderes genannt ist oder es anderweitig aus dem Kontext ersichtlich ist, bedeutet die Formulierung „auf Grundlage von“ „mindestens zum Teil auf Grundlage von“ und nicht „ausschließlich auf Grundlage von“.Unless specifically stated otherwise or the context clearly contradicts this, connective language, such as formulations of the form “at least one of A, B and C” or “at least one of A, B and C”, is otherwise in the context in which they are generally used to represent that an object, phrase, etc. can be either A or B or C or any non-empty subset of the set of A and B and C. For example, in the illustrative example of a sentence having three elements, the connective phrases "at least one of A, B and C" and "at least one of A, B and C" refer to any of the following sentences: {A }, {B}, {C}, {A, B}, {A, C}, {B, C}, {A, B, C}. Thus, in general, such connective language is not intended to imply that any particular discourse requires that at least one of A, at least one of B, and at least one of C be present. Unless otherwise noted or the context contradicts this, the term “multiplicity” indicates a state of plurality (e.g. “a multiplicity of objects” indicates several objects). In at least one embodiment, the number of objects in a plurality is at least two, but there can also be more if this is indicated either explicitly or by the context. Unless otherwise stated or otherwise apparent from the context, the phrase “based on” means “based at least in part on” and not “solely based on”.
Hierin beschriebene Operationen von Prozessen können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Kontext dem eindeutig widerspricht. In mindestens einer Ausführungsform wird ein Prozess, wie etwa die hierin beschriebenen Prozesse (oder Variationen und/oder Kombinationen davon), unter der Steuerung von einem oder mehreren Computersystemen durchgeführt, die mit ausführbaren Anweisungen konfiguriert sind, und er ist als Code (z. B. ausführbare Anweisungen, ein oder mehrere Computerprogramme oder eine oder mehrere Anwendungen), der zusammen auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, durch Hardware oder Kombinationen davon implementiert. In mindestens einer Ausführungsform ist Code auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert, zum Beispiel in Form eines Computerprogramms, das eine Vielzahl von Anweisungen umfasst, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden können. In mindestens einer Ausführungsform ist ein computerlesbares Speichermedium ein nichttransitorisches computerlesbares Speichermedium, das transitorische Signale (z. B. eine sich ausbreitende transiente elektrische oder elektromagnetische Übertragung) ausschließt, aber nichttransitorische Datenspeicherschaltungen (z. B. Puffer, Cache und Warteschlangen) innerhalb von Sendeempfängern von transitorischen Signalen einschließt. In mindestens einer Ausführungsform ist der Code (z. B. ausführbarer Code oder Quellcode) auf einem Satz von einem oder mehreren nichttransitorischen computerlesbaren Speichermedien gespeichert, auf denen ausführbare Anweisungen gespeichert sind (oder einem anderen Speicher zum Speichern ausführbarer Anweisungen), die bei Ausführung (d. h. als Ergebnis der Ausführung) durch einen oder mehrere Prozessoren eines Computersystems das Computersystem dazu veranlassen, hierin beschriebene Operationen durchzuführen. Ein Satz von nichttransitorischen computerlesbaren Speichermedien umfasst in mindestens einer Ausführungsform mehrere nichttransitorische computerlesbare Speichermedien und einem oder mehreren der einzelnen nichttransitorischen Speichermedien mehrerer nichttransitorischer computerlesbarer Speichermedien fehlt der gesamte Code, während mehrere nichttransitorische computerlesbare Speichermedien zusammen den gesamten Code speichern. In mindestens einer Ausführungsform werden die ausführbaren Anweisungen so ausgeführt, dass unterschiedliche Anweisungen durch unterschiedliche Prozessoren ausgeführt werden - zum Beispiel speichert ein nichttransitorisches computerlesbares Speichermedium Anweisungen und eine hauptsächliche zentrale Verarbeitungseinheit („CPU“) führt einige der Anweisungen aus, während eine Grafikverarbeitungseinheit („GPU“) andere Anweisungen ausführt. In mindestens einer Ausführungsform weisen unterschiedliche Komponenten eines Computersystems separate Prozessoren auf und unterschiedliche Prozessoren führen unterschiedliche Teilmengen von Anweisungen aus.Operations of processes described herein may be performed in any suitable order unless otherwise stated herein or the context clearly contradicts it. In at least one embodiment, a process such as the processes described herein (or variations and / or combinations thereof) is performed under the control of one or more computer systems configured with executable instructions and is available as code (e.g. executable instructions, one or more computer programs or one or more applications) that executes together on one or more processors, implemented by hardware or combinations thereof. In at least one embodiment, code is stored on a computer-readable storage medium, for example in the form of a computer program, which comprises a plurality of instructions that can be executed by one or more processors. In at least one embodiment, a computer readable storage medium is a non-transitory computer readable storage medium that excludes transitory signals (e.g., propagating transient electrical or electromagnetic transmission), but non-transitory data storage circuits (e.g., buffers, cache, and queues) within transceivers of includes transitory signals. In at least one embodiment, the code (e.g., executable code or source code) is stored on a set of one or more non-transitory computer-readable storage media having stored thereon executable instructions (or other storage for storing executable instructions) which upon execution ( ie, as a result of execution) by one or more processors of a computer system, causing the computer system to perform operations described herein. In at least one embodiment, a set of non-transitory computer-readable storage media comprises a plurality of non-transitory computer-readable storage media and one or more of the individual non-transitory storage media of several non-transitory computer-readable storage media lacks the entire code, while several non-transitory computer-readable storage media together store the entire code. In at least one embodiment, the executable instructions are executed such that different instructions are executed by different processors - for example, a non-transitory computer readable storage medium stores instructions and a primary central processing unit ("CPU") executes some of the instructions, while a graphics processing unit ("GPU “) Executes other instructions. In at least one embodiment, different components of a computer system have separate processors and different processors execute different subsets of instructions.
Dementsprechend sind in mindestens einer Ausführungsform Computersysteme so konfiguriert, dass sie einen oder mehrere Dienste implementieren, die einzeln oder zusammen Operationen der hierin beschriebenen Prozesse durchführen, und derartige Computersysteme sind mit geeigneter Hardware und/oder Software konfiguriert, die eine Durchführung der Operationen ermöglichen. Ferner ist ein Computersystem, das mindestens eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung implementiert, eine einzelne Vorrichtung und in einer anderen Ausführungsform ein verteiltes Computersystem, das mehrere Vorrichtungen umfasst, die unterschiedlich arbeiten, sodass das verteilte Computersystem die hierin beschriebenen Operationen durchführt und sodass eine einzelne Vorrichtung nicht alle Operationen durchführt.Accordingly, in at least one embodiment, computer systems are configured to implement one or more services that individually or collectively perform operations of the processes described herein, and such computer systems are configured with appropriate hardware and / or software that enable the operations to be performed. Further, a computer system that implements at least one embodiment of the present disclosure is a single device, and in another embodiment is a distributed computer system that includes multiple devices that operate differently such that the distributed computer system performs the operations described herein and such that a single device does not performs all operations.
Die Verwendung jeglicher und aller Beispiele oder beispielhafter Wortwahl (z. B. „wie etwa“), die hierin bereitgestellt ist, soll lediglich die Ausführungsformen der Offenbarung besser verdeutlichen und stellt keine Einschränkung des Umfangs der Offenbarung dar, es sei denn, es ist etwas anderes beansprucht. Keinerlei Wortwahl in der Beschreibung sollte so ausgelegt werden, dass sie ein beliebiges nicht beanspruchtes Element als für die Umsetzung der Offenbarung wesentlich angibt.The use of any and all examples or exemplary wording (e.g., “such as”) provided herein is intended only to better clarify the embodiments of the disclosure and is not intended to limit the scope of the disclosure unless it is something other claims. No wording in the description should be construed as indicating any unclaimed element as essential to the practice of the disclosure.
Jegliche Bezugnahmen, einschließlich Veröffentlichungen, Patentanmeldungen und Patenten, die hierin genannt werden, sind hiermit durch Bezugnahme in demselben Maße aufgenommen, als wäre jede Bezugnahme einzeln und spezifisch als durch Bezugnahme eingeschlossen angegeben und in ihrer Gesamtheit hierin dargelegt.All references, including publications, patent applications and patents, mentioned herein are hereby incorporated by reference to the same extent as if each reference were individually and specifically indicated as being incorporated herein by reference and set forth in their entirety.
In der Beschreibung und den Ansprüchen können die Ausdrücke „gekoppelt“ und „verbunden“ sowie deren Ableitungen verwendet werden. Es versteht sich, dass diese Ausdrücke nicht als Synonyme füreinander beabsichtigt sein können. Vielmehr kann in konkreten Beispielen „verbunden“ oder „gekoppelt“ verwendet werden, um anzugeben, dass zwei oder mehr Elemente in direktem oder indirektem physischem oder elektrischem Kontakt miteinander stehen. Mit „gekoppelt“ kann auch gemeint sein, dass zwei oder mehr Elemente nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, jedoch trotzdem miteinander zusammenwirken oder interagieren.In the description and claims, the terms “coupled” and “connected” and their derivatives may be used. It should be understood that these terms cannot be intended to be synonyms for one another. Rather, “connected” or “coupled” may be used in specific examples to indicate that two or more elements are in direct or indirect physical or electrical contact with one another. “Coupled” can also mean that two or more elements are not in direct contact with one another, but still work or interact with one another.
Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes genannt ist, versteht es sich, dass sich Ausdrücke wie etwa „Verarbeiten“, „Rechnen“, „Berechnen“, „Bestimmen“ oder dergleichen in der gesamten Beschreibung auf Handlungen und/oder Prozesse eines Computers oder Rechensystems oder einer ähnlichen elektronischen Rechenvorrichtung beziehen, die Daten, die als physische, wie etwa elektronische, Größen innerhalb der Register und/oder Speicher des Rechensystems dargestellt sind, manipulieren und/oder in andere Daten umwandeln, die auf ähnliche Weise als physische Größen innerhalb der Speicher, Register oder anderen derartigen Informationsspeicher-, -übertragungs- oder -anzeigevorrichtungen des Rechensystems dargestellt sind.Unless expressly stated otherwise, it goes without saying that expressions such as “processing”, “calculating”, “calculating”, “determining” or the like in the entire description refer to actions and / or processes of a computer or computing system or a similar electronic computing device that manipulate and / or convert data represented as physical, such as electronic, quantities within the registers and / or memories of the computing system, and / or convert them to other data that are similar to physical quantities within the memories, registers or other such information storage, transmission or display devices of the computing system are shown.
Auf ähnliche Weise kann sich der Ausdruck „Prozessor“ auf eine beliebige Vorrichtung oder einen beliebigen Abschnitt einer Vorrichtung beziehen, die/der elektronische Daten aus Registern und/oder Speicher verarbeitet und diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten umwandelt, die in Registern und/oder Speicher gespeichert werden können. Als nicht einschränkende Beispiele kann der „Prozessor“ eine CPU oder eine GPU sein. Eine „Rechenplattform“ kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen. Wie hierin verwendet, können „Software“-Prozesse zum Beispiel Software- und/oder Hardware-Entitäten beinhalten, die im Verlauf der Zeit Arbeit verrichten, wie etwa Tasks, Threads und intelligente Agenten. Außerdem kann sich jeder Prozess auf mehrere Prozesse beziehen, um Anweisungen nacheinander oder parallel, kontinuierlich oder intermittierend auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform werden die Ausdrücke „System“ und „Verfahren“ hierin insofern austauschbar verwendet, dass ein System ein oder mehrere Verfahren verkörpern kann und die Verfahren als System betrachtet werden können.Similarly, the term “processor” can refer to any device or portion of a device that processes electronic data from registers and / or memory and converts that electronic data into other electronic data stored in registers and / or Memory can be saved. As a non-limiting example, the “processor” can be a CPU or a GPU. A “computing platform” can include one or more processors. As used herein, "software" processes can include, for example, software and / or hardware entities that do work over time, such as tasks, threads, and intelligent agents. In addition, each process can refer to multiple processes to execute instructions sequentially or in parallel, continuously or intermittently. In at least one embodiment, the terms “system” and “method” are used interchangeably herein to the extent that a system can embody one or more methods and the methods can be viewed as a system.
Im vorliegenden Dokument kann auf das Erlangen, Erfassen, Empfangen oder Eingeben von analogen oder digitalen Daten in ein Teilsystem, ein Computersystem oder eine computerimplementierte Maschine Bezug genommen werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Prozess des Erlangens, Erfassens, Empfangens oder Eingebens von analogen und digitalen Daten auf eine Vielfalt von Weisen erzielt werden, wie etwa durch das Empfangen von Daten als Parameter eines Funktionsaufrufs oder eines Aufrufs einer Anwendungsprogrammierschnittstelle. In einigen Implementationen kann der Prozess des Erlangens, Erfassens, Empfangens oder Eingebens von analogen oder digitalen Daten durch das Übermitteln von Daten über eine serielle oder parallele Schnittstelle erfolgen. In einer anderen Implementation kann der Prozess des Erlangens, Erfassens, Empfangens oder Eingebens von analogen oder digitalen Daten durch das Übermitteln von Daten über ein Computernetz von der bereitstellenden Entität zu der erfassenden Entität erfolgen. Es kann auch auf das Bereitstellen, Ausgeben, Übertragen, Senden oder Darstellen von analogen oder digitalen Daten Bezug genommen werden. In verschiedenen Beispielen kann der Prozess des Bereitstellens, Ausgebens, Übertragens, Sendens oder Darstellens von analogen oder digitalen Daten durch das Übermitteln von Daten als Eingabe- oder Ausgabeparameter eines Funktionsaufrufs, eines Parameters einer Anwendungsprogrammierschnittstelle oder eines Interprozesskommunikationsmechanismus erfolgen.In the present document, reference may be made to the acquisition, acquisition, reception or input of analog or digital data in a subsystem, a computer system or a computer-implemented machine. In at least one embodiment, the process of obtaining, capturing, receiving, or entering analog and digital data can be accomplished in a variety of ways, such as by receiving data as parameters of a function call or an application programming interface call. In some implementations, the process of obtaining, capturing, receiving, or entering analog or digital data can be done by communicating data over a serial or parallel interface. In another implementation, the process of acquiring, capturing, receiving or entering analog or digital data can be done by transmitting data over a computer network from the providing entity to the capturing entity. Reference can also be made to the provision, output, transmission, transmission or display of analog or digital data. In various examples, the process of providing, outputting, transmitting, sending or displaying analog or digital data can be achieved by transmitting data as Input or output parameters of a function call, a parameter of an application programming interface or an interprocess communication mechanism take place.
Obwohl die vorstehende Erörterung beispielhafte Implementationen der beschriebenen Techniken darlegt, können auch andere Architekturen verwendet werden, um die beschriebene Funktionalität zu implementieren, und sie sollen im Umfang dieser Offenbarung liegen. Darüber hinaus könnten, obwohl spezifische Verteilungen von Zuständigkeiten vorstehend zum Zwecke der Erörterung definiert sind, verschiedene Funktionen und Zuständigkeiten in Abhängigkeit von den Umständen anders verteilt und aufgeteilt werden.While the discussion above sets out example implementations of the techniques described, other architectures can be used to implement the functionality described and are intended to be within the scope of this disclosure. In addition, while specific distributions of responsibilities are defined above for purposes of discussion, various functions and responsibilities could be differently distributed and divided depending on the circumstances.
Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder Verfahrenshandlungen spezifischer Sprache beschrieben wurde, versteht es sich ferner, dass der in den beigefügten Ansprüchen beanspruchte Gegenstand nicht unbedingt auf die beschriebenen spezifischen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Vielmehr werden spezifische Merkmale und Handlungen als beispielhafte Formen zum Implementieren der Ansprüche offenbart.Furthermore, although subject matter has been described in language specific to structural features and / or procedural acts, it should be understood that subject matter claimed in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described. Rather, specific features and acts are disclosed as example forms of implementing the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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US 62/819432 [0001]US 62/819432 [0001]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
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National Highway Traffic Safety Administration („NHTSA“), einer Abteilung des US-Verkehrsministeriums, und der Society of Automotive Engineers („SAE“) „Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles“ (z. B. Standard Nr. J3016-201806, veröffentlicht am 15. Juni 2018, Standard Nr. J3016-201609, veröffentlicht am 30. September 2016, sowie frühere und zukünftige Versionen dieses Standards) [0063]National Highway Traffic Safety Administration ("NHTSA"), a division of the US Department of Transportation, and the Society of Automotive Engineers ("SAE") "Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles" (e.g. B. Standard No. J3016-201806, published June 15, 2018, Standard No. J3016-201609, published September 30, 2016, and previous and future versions of this standard) [0063]